便携式血液分离仪 |
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| 申请号 | CN201811557071.6 | 申请日 | 2018-12-19 | 公开(公告)号 | CN109622245A | 公开(公告)日 | 2019-04-16 |
| 申请人 | 武汉大学; | 发明人 | 唐楚滢; 蔡耀; 周杰; 邹杨; 孙成亮; 国世上; | ||||
| 摘要 | 本 发明 提供了一种便携式血液分离仪，包括驱动部件和离心 箱体 及分离管道。压电 马 达做驱动部件，离心箱体内的旋转沟槽设计为圆柱体或者圆台，对应的分离管道呈圆形宽管道，方便血液成分在离心之后的沉积分布。离心宽管道的终端设计有几个由 阀 门 控制的独立的分离管道，便于精确分离。本发明最终解决了现行血细胞分离 机体 积庞大，运行时间长，噪声大，效率低等问题，有利于医疗仪器和医疗器械领域的发展，具有较高的应用价值。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种便携式血液分离仪，其特征在于：包括箱体(3)，输入管道(2)以及箱体(3)外壁连接的升降杆(1)；所述箱体(3)内设有驱动部件(6)和离心箱体(4)；所述输入管道(2)穿过箱体(3)的外壁与位于离心箱体(4)内部的离心机的入口连接；所述驱动部件(6)由压电马达和加速装置组成，所述加速装置为齿轮部件且与压电马达通过转轴相互连接；所述加速装置的输出轴与离心箱体(4)的中心转轴连接； |
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| 说明书全文 | 便携式血液分离仪技术领域[0001] 本发明涉及医疗仪器和医疗器械领域，具体是涉及一种便携式血液分离仪。 背景技术[0002] 现有血细胞分离机是采用离心法实现血细胞的分离，离心法主要是基于血液各成分的密度差异，在一定的离心力作用下，各种血细胞以不同的速度沉降，聚集形成区带，因其简单易行，广泛应用于临床。但是在整个的血液采集分离过程中由于传统的离心机响应时间过长，且自身在高转速的运行中会产生较大的噪音，延长了整个采集分离所需时间并在整个过程中对患者产生噪音影响。而且传统的离心机采用电磁马达驱动，整个离心机的体积相对庞大。因此现行血细胞分离机存在体积庞大，运行时间长，噪声大，效率低等问题。 发明内容[0003] 为了克服现行血细胞分离机体积庞大，运行时间长，噪声大，效率低等问题，本发明提供了一种便于抽取、处理或转移血液的便携式血液分离仪，通过对驱动部件的设计和离心管道的改造来解决现有离心机存在的上述问题。 [0004] 为实现上述目的，本发明提供的便携式血液分离仪，其特征在于：包括箱体，输入管道以及箱体外壁连接的升降杆；所述箱体内设有驱动部件和离心箱体；所述输入管道穿过箱体的外壁与位于离心箱体内部的离心机的入口连接；所述驱动部件由压电马达和加速装置组成，所述加速装置为齿轮部件且与压电马达通过转轴相互连接；所述加速装置的输出轴与离心箱体的中心转轴连接； [0005] 所述离心箱体内部还设有离心宽管道，所述离心宽管道的入口与输入管道的出口连接，所述离心宽管道沿离心箱体内壁环形布置，所述离心宽管道内壁设有沿离心箱体环形布置的旋转沟槽；所述离心宽管道的出口分别设有第一分离管道、第二分离管道和第三分离管道，所述第一分离管道、第二分离管道和第三分离管道均沿着离心箱体内壁环形布置，且第一分离管道、第二分离管道和第三分离管道所位于的圆周距离离心箱体中心轴圆心的距离分别为r1、r2、r3，且r1＞r2＞r3；所述第一分离管道、第二分离管道和第三分离管道的端口处分别设有一个阀门；还设有三个输出管道，所述三个输出管道分别与第一分离管道、第二分离管道和第三分离管道的终端连接；所述三个输出管道中分别设有与升降杆上的收集袋连接的胶管；所述箱体内还设有用以装输出管道的输出箱体，所述输出箱体与离心箱体并排分布。 [0006] 作为优选方案，所述离心箱体呈圆柱体、圆台或正方体长方体形。 [0007] 进一步地，所述离心宽管道呈圆形宽管道，离心宽管道内的旋转沟槽是圆柱体或圆台。 [0009] 本发明的优点在于：该血液分离仪，采用压电马达来替代传统的电磁式马达，可以利用压电马达的体积小、力矩大、响应时间短等优势，有效解决现行血液分离仪存在的体积庞大，运行时间长，噪声大，效率低等问题。同时在匹配的分离耗材的上，本发明设计了一种终端带有独立分离管道的离心宽管道，从而实现血液成分的有效分离。附图说明 [0010] 图1是本发明的整体结构示意图。 [0011] 图2是本发明的内部结构示意图。 [0012] 图3是本发明离心管道结构示意图。 [0013] 图4是本发明离心管道终端的局部结构示意图。 [0014] 图中：1、升降杆，2、输入管道，3、箱体，4、离心箱体，5、输出管道，6、驱动部件，7、输出箱体，8、离心宽管道，9.1、第一分离管道，9.2、第二分离管道，9.3、第三分离管道，10、阀门。 具体实施方式[0015] 为了更清楚地说明本发明中的技术方案，下面将对照附图说明本发明实施例。 [0016] 如图所示的便携式血液分离仪，包括箱体3，输入管道2以及箱体3外壁连接的升降杆1；箱体3内设有驱动部件6和离心箱体4；输入管道2穿过箱体3的外壁与位于离心箱体4内部的离心机的入口连接；驱动部件6由压电马达和加速装置组成，加速装置为齿轮部件且与压电马达通过转轴相互连接；加速装置的输出轴与离心箱体4的中心转轴连接； [0017] 离心箱体4内部还设有离心宽管道8，离心宽管道8的入口与输入管道2的出口连接，离心宽管道8沿离心箱体4内壁环形布置，离心宽管道8内壁设有沿离心箱体4环形布置的旋转沟槽；离心宽管道8的出口分别设有第一分离管道9.1、第二分离管道9.2和第三分离管道9.3，第一分离管道9.1、第二分离管道9.2和第三分离管道9.3均沿着离心箱体4内壁环形布置，且第一分离管道9.1、第二分离管道9.2和第三分离管道9.3所位于的圆周距离离心箱体4中心轴圆心的距离分别为r1、r2、r3，且r1＞r2＞r3；第一分离管道9.1、第二分离管道9.2和第三分离管道9.3的端口处分别设有一个阀门10；还设有三个输出管道5，三个输出管道5分别与第一分离管道9.1、第二分离管道9.2和第三分离管道9.3的终端连接；三个输出管道5中分别设有与升降杆1上的收集袋连接的胶管；箱体3内还设有用以装输出管道5的输出箱体7，输出箱体7与离心箱体4并排分布。 [0018] 离心箱体4呈圆柱体、圆台或正方体长方体形；离心宽管道8呈圆形宽管道，离心宽管道8内的旋转沟槽是圆柱体或圆台；驱动部件6的压电马达为压电陶瓷超声波电机或行波压电马达。 [0019] 本发明的工作原理：本发明的血液分离仪是由驱动部件和离心箱体及分离管道顺序连接而组成，驱动部件安装在离心箱体底部，分离管道在离心箱体内部。在血液分离管道的终端设计了与离心宽管道一体的独立分离管道，这些管道可将分离后的血液成分导出并收集。当血液从供体中抽出并输入到血液离心机后，驱动部件立即启动，随之血液离心机开始高速旋转，离心机在高速旋转的过程中，有离心力的作用使得悬浮体液中质量或者体积较大的物体向转头半径最大的方向移动，而质量或者体积较小的部分沉积在转头半径较近的地方。 [0020] 现有的血液分离仪体积庞大，运行时间长，噪声大，效率低，给医疗领域带来了诸多不便。本发明可有效成功的解决这些问题，主要体现在三个大的部分。第一，采用压电马达代替现有血细胞分离仪中采用的电磁式马达；压电马达有着尺寸微小、功率大、转矩大、响应时间短、自身的工作噪音低等诸多优点，因此用压电马达来替代传统的电磁马达，可有效解决体积庞大、运行时间长、噪声大等问题，实现便携式。压电马达可以是压电陶瓷超声波电机也可以是行波压电马达。第二，箱体的设计；当采用压电马达来进行驱动时，因为压电马达尺寸微小、转速低，要满足血细胞分离所需要的离心力，根据公式RCF＝1.18×10-5×n2×r×g，可知转速与旋转半径呈反比，压电马达转速低，则需要设计旋转半径较大的离心箱体，离心运动的本质和向心运动一样，所以与离心宽管道嵌合的离心箱体内部沟槽必须要呈圆柱体或圆台，外形设计可根据要求自由设计。第三，分离管道呈圆形宽管道，在终端有独立分离管道，这些独立端口由对应的阀门来控制。离心宽管道耗材内部的全血因为血液各成分的密度差异，在一定的离心力作用下，各种血细胞以不同的速度沉降，聚集形成区带。打开阀门，这三个独立管道会将分离后的血细胞成分输入到对应的输出管道，从而完成分离。 [0021] 下面将详细的阐述本发明便携式血液分离仪的各个附图及零部件的作用。 [0022] 如附图1所示，本发明便携式血液分离仪外部构件主要有升降杆(1)，用来支撑一些管路耗材和收集袋，输入管道2，箱体3，内部构件主要有离心箱体4，与离心机内部沟槽连通且用来将血液从供体中传输到离心机内部的离心宽管道8。 [0023] 如图2所示血液分离仪内部有离心箱体4，输出管道5，驱动部件6。驱动部件6由压电马达和加速装置组成，加速装置为齿轮部件，与压电马达通过转轴相互连接。因为离心过程需要高转速，因此这里通过加速装置对压电马达的转速进行大幅度提高。驱动部件6的转轴与离心箱体4的中间轴相互啮合，在驱动部件6工作的时候，带动离心箱体4做高速旋转。 [0024] 如图3所示，整个离心分离过程就是在离心箱体4内部完成，主要有输出箱体7，与离心箱体4并排分布，用来装输出管道5。离心宽管道8。血液通过输入管道2进入离心宽管道8，在驱动部件6的高速旋转下，利用离心原理进行分层。离心宽管道8可以为血液成分的沉积分层提供更宽裕的空间，使得分层更明显，避免了因为空间不足而导致的血液成分相互混杂叠加，从而导致分离纯度不高的现象。 [0025] 附图4是离心宽管道8的终端分别与三个独立的分离管道(9.1、9.2、9.3)连接局部图，三个独立的分离管道(9.1、9.2、9.3)都安装有阀门10，阀门10在分离结束后打开，使各血液成分通过输出管道5中的胶管进入到挂在升降杆上的收集袋内，完成收集。 [0026] 下面完整阐述发明便携式血液分离仪的工作过程。首先关闭独立的分离管道(9.1、9.2、9.3)的阀门10，启动便携式血液分离仪，压电马达开始做旋转运动，通过转轴带动加速装置的齿轮旋转，实现加速，最终整个的驱动部件输出高转速。然后便携式血液分离仪开始高速旋转，并迅速从从供体中抽取全血，全血通过输入管道2进入离心箱体4内部的离心宽管道8，伴随离心机做高速旋转，在高速旋转的过程中，离心力的作用使得悬浮体液中质量或者体积较大的物体向离心宽管道8半径最大的方向移动，而质量或者体积较小的部分沉积在离心宽管道8半径较近的地方。这样，各种血细胞以不同的速度沉降，分布在离心宽管道8不同的半径处，聚集形成稳定区带，最后打开离心宽管道8的终端三个独立的分离管道(9.1、9.2、9.3)的阀门10，这三个独立的分离管道(9.1、9.2、9.3)会将分离后的血细胞成分输入到对应的输出管道5，输出管道5将把这些分离后的血液成分输送到各自的收集袋，结束工作。 |
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