馬雪潔，鐘鄂繪，鄭洪波

（1.廣東科學(xué)技術(shù)職業(yè)學(xué)院 機(jī)電學(xué)院，廣東 珠海 519090；2 珠海倍健電子有限公司，廣東 珠海 519090）

0 引言

靜脈采血是醫(yī)院臨床上不可缺少的輔助診斷之一，而一次性真空負(fù)壓采血管是目前醫(yī)院經(jīng)常使用的采血工具。真空采血管采集血液標(biāo)本送抵檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行標(biāo)本分析以前，一般需要離心、脫蓋，以獲取血清或血漿用于上機(jī)檢驗(yàn)[1]。目前，需要脫蓋的血樣試管一般是由醫(yī)護(hù)人員手工打開，手工脫蓋操作存在試管口破裂劃傷操作人員，以及脫蓋過程中管內(nèi)局部負(fù)壓的驟然釋放形成血液飛濺和產(chǎn)生血液氣溶膠的風(fēng)險(xiǎn)，這兩種情況都極易使血液中的致病細(xì)菌與病毒感染醫(yī)護(hù)人員[3]。因此國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局2004年4月5日發(fā)布的GB19489-2004《實(shí)驗(yàn)室生物安全通用要求》 及衛(wèi)生部2002年11月頒布的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)犯WS232-2002 《微生物和生物醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)室生物安全通用準(zhǔn)則》指出,進(jìn)行真空采血管檢驗(yàn)工作時(shí),一定要注意生物安全[4]。隨著醫(yī)院檢驗(yàn)項(xiàng)目的增加，尤其是一些大醫(yī)院，醫(yī)院內(nèi)每天的化驗(yàn)量很大，“脫蓋” 這種工作無疑成了較為繁鎖的體力勞動，并且影響了檢驗(yàn)的效率。因此，醫(yī)院檢驗(yàn)室急需一種具有生物安全防護(hù)功能的脫蓋裝置，以替代真空采血管標(biāo)本脫蓋過程的手工操作。

1 技術(shù)要求

（1）一次操作完成不超過50 秒，可同時(shí)開40 個(gè)試管蓋，工作效率為每小時(shí)2400～2800 份標(biāo)本。

（2）同直徑、不同高度的試管可在同一試管架上操作，無需分類。

（3）每個(gè)標(biāo)本在相對獨(dú)立空間進(jìn)行開蓋作業(yè)，避免樣本間交叉污染。

（4）試管架具有防滑脫功能，避免試管架翻倒造成試管跌落。

（5）確保樣本在開蓋作業(yè)過程中的安全。

2 開蓋裝置的組成與原理

圖1 整體外形效果圖Fig.1 The whole appearance

設(shè)備的整體外形如圖1 所示，包括倉體、開蓋機(jī)構(gòu)和試管架載入機(jī)構(gòu)。設(shè)備的上面和后面有進(jìn)氣孔，裝滿試管的試管架由前面通過載入機(jī)構(gòu)進(jìn)入倉體，進(jìn)入后倉門關(guān)閉，保證整個(gè)開蓋過程在封閉區(qū)域內(nèi)完成，空氣循環(huán)由設(shè)備前頂部進(jìn)入，向下循環(huán)至后部，經(jīng)高效過濾器過濾后排出，自動排出開蓋瞬間產(chǎn)生的氣溶膠。

真空試管開蓋機(jī)構(gòu)是開蓋裝置的主要部分，如圖2所示，它由上底板、脫帽架、脫帽板、頂桿座、頂桿、底座、下底板、收集筐組成。其中，脫帽架上有脫帽板和頂桿，脫帽板可以橫向左右移動，脫帽架能夠上下移動。

當(dāng)裝有未開蓋試管的試管架放入開蓋機(jī)后，打開電源開關(guān)，電動機(jī)驅(qū)動脫帽架向下移動，在試管被穿過脫帽架時(shí)，頂桿座上的錐形孔可以對試管進(jìn)行導(dǎo)正，同時(shí)頂桿插入試管架，直到試管完全穿過脫帽架。當(dāng)試管穿過脫帽架以后，脫帽板橫移，其小于試管帽直徑的部分移動到試管帽下方，鉤住試管帽。在脫帽板鉤住試管帽后，脫帽架向上移動，由于試管被固定在試管架上，試管帽隨脫帽架向上移動，被拉脫出試管，當(dāng)脫帽板驅(qū)動回位后，試管帽會自動落下至下部的收集筐，完成試管的開蓋。

圖2 真空開蓋機(jī)組成Fig.2 The components of the Vacuum tube opening device

3 結(jié)構(gòu)創(chuàng)新

根據(jù)實(shí)際要求，通過反復(fù)的琢磨、推敲，設(shè)計(jì)了專用的試管架、脫帽板和頂針，采用脫帽板脫蓋和頂桿固定等脫蓋工藝技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了真空采血管安全脫蓋，滿足了設(shè)計(jì)要求。

（1）專用試管架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。與真空試管開蓋機(jī)相配合的試管架是特制的專用試管架，如圖3、圖4 所示。包括面板、擠壓快、膠圈、試管架底座等。

試管架面板上有裝試管的孔洞，還有專門設(shè)置的用于固定試管的圓孔，頂桿可以通過圓孔進(jìn)入以固定試管；擠壓塊一側(cè)與頂桿側(cè)面配合，另一側(cè)與橡膠圈配合，橡膠圈是一個(gè)可被擠壓壓縮變形的軟性物質(zhì)環(huán)形圈，足以使試管通過，并通過擠壓塊被擠壓在試管上產(chǎn)生足夠的摩擦力，確保真空試管在試管架內(nèi)被卡緊，在拉脫試管蓋時(shí)試管不會滑動，同時(shí)橡膠圈又可確保采血管不被壓破。橡膠圈的另一作用是形成緩沖變形，以適應(yīng)固定不同直徑的試管。

（2）脫帽板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。脫帽板放在脫帽架上，上面有異形孔，如圖5 所示，異形孔的大端可以允許試管帽通過，套入試管后，脫帽板橫移，異形孔小端可以卡住試管帽，脫帽板隨脫帽架向上可以直線拔出試管帽。并可在脫帽后退回，試管帽自行從大于試管帽部分漏過脫帽板滑落。

圖3 專用試管架效果圖Fig.3 The special tubes support

圖4 試管架結(jié)構(gòu)圖Fig.4 The sructure of the tubes support

圖5 脫帽板結(jié)構(gòu)Fig.5 The structure of plane pulling the covers

（3）頂針的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。該頂針如圖6 所示，前部錐形部分可以插入試管架的擠壓模塊周邊，用以固定試管。頂針上部還有一段等圓徑部分，該部分是在脫蓋的上升過程中保持對試管的擠壓固定，阻止試管滑動。

當(dāng)載有未開蓋真空試管的試管架被放入開蓋機(jī)后，脫帽架帶動頂桿頂入試管架的固定孔內(nèi)。頂桿前部為錐形，在頂入過程中，頂住擠壓塊做橫向移動，擠向膠圈，對試管產(chǎn)生正向壓力，從而在試管表面產(chǎn)生摩擦力，阻止試管滑動。在頂桿繼續(xù)頂入后，由于頂桿后部是一圓柱，只能保持對試管的壓力不變，其壓力產(chǎn)生的摩擦力大于開蓋拉力。當(dāng)脫帽板鉤住試管蓋后，脫帽架帶動頂桿逐步退出，頂桿圓柱段維持壓力不變，直到試管帽被拉脫。頂桿退出后，膠圈推動擠壓塊恢復(fù)原狀。

圖6 頂針與試管架的配合Fig.6 The combination of the thimble and the tubes support

4 結(jié)束語

真空采血試管結(jié)構(gòu)的特殊性使得連續(xù)的自動化開蓋動作很難實(shí)現(xiàn)，或者成本很高。本產(chǎn)品巧妙的設(shè)計(jì)使得整臺機(jī)器結(jié)構(gòu)簡單，體積小，成本低，并且安全可靠，性能穩(wěn)定。本產(chǎn)品樣機(jī)已經(jīng)通過廣東省醫(yī)療器械產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢測站的技術(shù)檢測，并取得醫(yī)療器械產(chǎn)品注冊證。首批樣機(jī)已經(jīng)投入用戶試用，獲得用戶好評，值得開發(fā)推廣與應(yīng)用。

[1] 程建良，王保衛(wèi).采血管自動開蓋機(jī)設(shè)計(jì)[J].機(jī)電工程技術(shù)，2007，7.

[2] 馬雪潔，鐘鄂繪，鄭洪波.一款試管加蓋機(jī)的設(shè)計(jì)[J].機(jī)電工程技術(shù)，2014，6.

[3] 楊威.多管同啟PJ-1 自動試管開蓋機(jī)的結(jié)構(gòu)與功能[J].中國醫(yī)療設(shè)備，2013，4

[4] 蒲榮，劉建國，梁浩凡，等.自動化真空采血管開蓋與合蓋功能一體機(jī)的研制[J].中國醫(yī)療前沿，2013，9.

[5] 郭婧瀾，真空采血管在臨床使用中常見問題及解決措施[J].瀘州醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào)，2010，1.