真空采血管智能貼標系統(tǒng)

牛小寶　楊波　張亞華　周香凝

摘要：隨著現(xiàn)代人們醫(yī)療水平的提高，醫(yī)院每天都要面對大量的待化驗試管的貼標簽處理，這就為真空采血管智能貼標系統(tǒng)提供了發(fā)展空間。結(jié)合國家創(chuàng)新發(fā)展理念，以科學(xué)技術(shù)理論知識為基礎(chǔ)，利用單片機的相關(guān)原理，智能貼標機配合LIS系統(tǒng)，從醫(yī)院LIS系統(tǒng)獲得的患者相關(guān)信息及檢驗項目由上位機提取需要打印出來的信息并生成條碼，再將條碼打印到試管上，從而節(jié)省足夠的人力物力又大大地提高了貼標的準確率和效率。

關(guān)鍵詞：單片機；激光防動；自動；創(chuàng)新；機械傳動

中圖分類號：TP393.1

文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2017）10-0168-03

目前，通過全國聯(lián)網(wǎng)，醫(yī)院的患者信息收集及信息提取工作已經(jīng)十分成熟，患者病例信息的收集調(diào)用問題得到解決，但是，病人進行體檢需抽血化驗，必定用到試管，隨之而來的問題就是醫(yī)院每天都要對大量待化驗試管進行貼標簽處理，以便記錄患者病例信息。目前，這一工作量巨大的任務(wù)，在國內(nèi)基本上都是由人工完成。針對這些問題，通過優(yōu)化現(xiàn)有的打印機，我們研究了一種可以實現(xiàn)自動貼標的試管貼標機。此款貼標機采用激光放松裝置，確保標簽位置更加準確。貼標機的下位機系統(tǒng)還可以與醫(yī)院LIS系統(tǒng)直接通信，將從醫(yī)院LIS系統(tǒng)獲得的患者相關(guān)信息及檢驗項目由上位機提取需要打印出來信息并生成條碼，再將條碼打印到試管上，避免病人信息出現(xiàn)錯誤。另外，它還增添了分類料倉，可以為輸入的血液信息選擇血液品種。

1.設(shè)計真空采血智能貼標系統(tǒng)的必要性

1.1國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展動態(tài)

國內(nèi)外貼標機，其工作原理均大同小異，都是以標簽剝離轉(zhuǎn)移加滾壓貼之而成，但其在控制與制造上卻不盡相同。國外自動化貼標機在早期就開始發(fā)展，并逐漸提高和完善，到目前為止，市場上已經(jīng)出現(xiàn)了一批商品化的智能貼標機，技術(shù)成熟，可以滿足不同領(lǐng)域的需求，特別在食品、藥品、日化等行業(yè)都有廣泛的應(yīng)用。國內(nèi)的智能貼標機較國外起步雖晚，但隨著我國經(jīng)濟和行業(yè)的發(fā)展，技術(shù)不斷在進步，自動化高速貼標機迅速發(fā)展。盡管我國生產(chǎn)貼標機的種類正在逐步增加，占據(jù)廣大市場的格局，但面對著龐大的醫(yī)藥市場，基于醫(yī)藥行業(yè)的全自動試管貼標機系統(tǒng)這一項目在國內(nèi)尚屬空白，因此自動試管貼標機具有廣闊的發(fā)展前景。我國仍然要積極向國外先進貼標機企業(yè)學(xué)習(xí)先進技術(shù)，在其基礎(chǔ)上研發(fā)出屬于我們的貼標設(shè)備。

1.2當(dāng)今采血管貼標面臨的問題

現(xiàn)代醫(yī)療機構(gòu)每天就診人數(shù)龐大，尤其在采血處，每天會有不間斷的患者，并且試管的編號和登記入庫完全由人工操作，不免會出現(xiàn)信息出錯、標簽無法識別等問題。而且這種方法效率低下，貼附歪斜、起泡和褶皺，還可能出現(xiàn)貼標不規(guī)范導(dǎo)致讀取困難的問題。在采集血液的試管和患者身份的對應(yīng)問題上如果出現(xiàn)差錯將會造成極大損失。對于市場上一些現(xiàn)有的貼標機，仍然存在體積龐大、操作不便等問題。

1.3真空采血智能貼標系統(tǒng)的發(fā)展價值

自動試管貼標機具有小巧穩(wěn)定的特點，代替人工，準確無誤地完成巨大的工作量，在市場中占據(jù)著比較有優(yōu)勢的競爭地位，相比于同類產(chǎn)品，本設(shè)計在外形上更加小巧美觀，實用性較強，而且該試管貼標機能夠在試管的指定位置粘貼標簽，從而提高貼標簽的準確度和效率，進而解決人工貼標簽造成的標簽位置不準確，讀標簽困難等問題。當(dāng)代社會發(fā)展的兩大支柱是科學(xué)與技術(shù)，社會的高速發(fā)展離不開一些新型技術(shù)的研發(fā)，在某些方面我們需要尋求高效準確的自動控制的機器代替有些落后的人工，實現(xiàn)自動化，順應(yīng)發(fā)展要求?；氐阶詣淤N標簽機上，它可以說是完全映證這一理論，利用科學(xué)技術(shù)研發(fā)自動控制機器，彌補了人工上的不足。

2.真空采血智能貼標系統(tǒng)總體設(shè)計

2.1總體設(shè)計系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖

真空采血智能貼標機通過掃描條形碼與醫(yī)院的LIS系統(tǒng)相連接調(diào)取患者身份信息，在上位機和單片機的共同控制下，通過試管倉、旋轉(zhuǎn)貼標機構(gòu)和打印機組成的機械結(jié)構(gòu)的配合實現(xiàn)自動貼標。總體設(shè)計結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示：

2.2真空采血智能貼標機的機械結(jié)構(gòu)

2.2.1貼標機機械結(jié)構(gòu)總體框圖

由于貼標機的工作對象為試管，因此我們按照其結(jié)構(gòu)，設(shè)計了一種相匹配的自動性試管貼標機，其結(jié)構(gòu)組成見圖2。

試管貼標機主要由壓輥機構(gòu)、主副輥機構(gòu)、左右對稱地安裝在底板后部中心位置的夾緊裝置4和固定在機架上的激光防松裝置20等組成。壓輥機構(gòu)主要由安裝在1號壓輥支撐板2和2號壓輥支撐板10上的壓輥支架7，通過軸承安裝在壓輥支架7上的壓輥9、握輥11，分別與1號壓輥支撐板2、2號壓輥支撐板10滑動連接的1號滑槽板3、2號滑槽板8和固定在底板5上并與壓輥支架7末端接觸的行程開關(guān)1等組成。主副輥機構(gòu)主要由通過機架15安裝在底板5前部的主輥14、副輥13、主輥電動機16、回轉(zhuǎn)軸電動機17、通過軸承安裝在底板5下面的回轉(zhuǎn)軸18等組成。

2.2.2貼標機夾緊裝置

貼標機在貼標過程中，由底板和凸臺定位，將打印機置于上面，用夾緊裝置夾緊。而試管將放在主副輥之間，由支撐釘定向，啟動機器，電動機將會轉(zhuǎn)動，帶動回轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動，使托附紙緊張起來，同時打印機將會打印相關(guān)信息，這樣需要的標簽就可以與托附紙完全分開，并且在同一時刻，標識信息也被打印上去。

如圖3，我們可以看到在機器運轉(zhuǎn)中，試管和主副輥、壓輥之間的運動原理見圖3，壓輥9在向下的作用里下會使得向輥支架觸發(fā)啟動開關(guān)，致使電動機啟動，然后帶動回轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動，根據(jù)圖3的運動方向，試管12將會順時針轉(zhuǎn)動，這樣就可以將脫離了托附紙的標簽穩(wěn)固的粘貼再試管上，當(dāng)完成了貼標過程，我們可以拉動握輥，這樣行程開關(guān)會恢復(fù)到初始狀態(tài)，回轉(zhuǎn)電動機將會停止轉(zhuǎn)動。以上就是貼標機自動貼標試管的全過程。

2.2.3貼標機激光持緊裝置

根據(jù)實際分析可知，托附紙在回轉(zhuǎn)軸的作用下旋轉(zhuǎn)，需要在一種緊張的狀態(tài)下進行，否則其松動會造成托附紙最后的美觀和質(zhì)量，因此，我們針對這個問題設(shè)計了激光持緊的裝置，如圖4所示。

血液信息來選擇對應(yīng)的標識，例如，血型、血量、血液狀態(tài)。選擇好相應(yīng)的血液，將其水平放置在傳輸帶上，啟動機器，機器會自動完成入庫的操作，并且按照信息以批次的方式導(dǎo)出標簽信息。如果核對過程失敗，那么貼標機將會自動挑選出不合格的血液將其輸出，然后再次進行核對的操作，直至核對成功。緊接著，會通過控制管理系統(tǒng)來讀取應(yīng)該打印的標簽信息，然后按照血液的流向自動人庫。

3.創(chuàng)新與發(fā)展

相比于其他產(chǎn)品，我們的產(chǎn)品可以獨立打印標簽并對血液信息進行核對、批量血液入庫、還實現(xiàn)了對重復(fù)打印標簽授權(quán)、血液貼簽全過程電子信息化管理，通過該產(chǎn)品可以完成血袋自動貼簽明細、貼簽批次和血液種類匯總。自動試管貼簽機內(nèi)部附有使用記錄表等電子設(shè)備，可以追溯到每袋血液貼簽操作人、血型和血量、血液去向、標簽打印次數(shù)、授權(quán)者、重復(fù)貼簽原因、銷毀記錄等數(shù)據(jù)。同時，我們的產(chǎn)品具有自身獨特的技術(shù)，如激光放松裝置以及可添加式的多分類料倉，相比于競爭對手來言占據(jù)著技術(shù)優(yōu)勢。市場上的自動貼標機五花八門，但是大多針對食品、盒子、書本、塑膠殼等，并沒有在醫(yī)藥市場上廣泛運用，藥品制造業(yè)是自動貼標的大用家。由于行業(yè)的特殊性，需要提高貼標的速度，考慮到這些問題，我們加入了提供貼標前燈檢及貼標后自動人瓶托的附加功能。本產(chǎn)品利用激光防松裝置，做到非接觸、無污染。從經(jīng)濟角度來說，通過長時間不斷改善技術(shù)、降低成本，此款貼標機適應(yīng)于各種企業(yè)，所以該款自動貼標機在未來的市場上具有極大的發(fā)展空間。目前醫(yī)院的LIS系統(tǒng)與體檢系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng)技術(shù)被推廣，人們更加注重產(chǎn)品設(shè)計帶來的直接利益，我們的自動貼標機在這方面將會擁有廣闊的市場。

4.真空采血智能貼標系統(tǒng)的優(yōu)勢

4.1真空采血智能貼標系統(tǒng)的技術(shù)優(yōu)勢

針對在此過程中的效率提升需求，我們提出設(shè)計使用以激光感應(yīng)技術(shù)、單片機技術(shù)、機械傳動和壓力感應(yīng)為基礎(chǔ)的真空采血管智能貼標系統(tǒng)。自動貼標機通過掃描條形碼與醫(yī)院的LIS系統(tǒng)相連接調(diào)取患者身份信息，在上位機和單片機的共同控制下，通過試管倉、旋轉(zhuǎn)貼標機構(gòu)和打印機組成的機械結(jié)構(gòu)的配合可以獨立打印標簽并對血液信息進行核對、批量血液入庫、還實現(xiàn)了對重復(fù)打印標簽授權(quán)、血液貼簽全過程電子信息化管理，通過該產(chǎn)品可以完成血袋自動貼簽明細、貼簽批次和血液種類匯總。自動試管貼簽機內(nèi)部附有使用記錄表等電子設(shè)備，可以追溯到每袋血液貼簽操作人、血型和血量、血液去向、標簽打印次數(shù)、授權(quán)者、重復(fù)貼簽原因、銷毀記錄等數(shù)據(jù)。

此外，全自動貼標機整機堅實耐用，三角結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。機器貼標的貼附效率高、位置準確、質(zhì)量好、穩(wěn)定性高，可以大大減少錯誤，節(jié)省時間，實現(xiàn)了自動控制技術(shù)與醫(yī)療的進一步結(jié)合，是現(xiàn)代醫(yī)療必不可少的組成部分。

同時，我們的產(chǎn)品具有自身獨特的技術(shù)，如激光放松裝置以及可添加式的多分類料倉，相比于競爭對手來言占據(jù)著技術(shù)優(yōu)勢。

4.2真空采血智能貼標系統(tǒng)的市場優(yōu)勢

自動試管貼標機在國內(nèi)市場中的供給量較少，但是相比于醫(yī)療系統(tǒng)的快速發(fā)展，自動試管貼標機的需求量大幅度增加。當(dāng)前市場上，國內(nèi)對于該類產(chǎn)品的開發(fā)相對較少，因而競爭對手也比較少，迎合當(dāng)今信息一體化的發(fā)展趨勢，該類產(chǎn)品可以參與到當(dāng)今醫(yī)療LIS系統(tǒng)中去，促進醫(yī)療系統(tǒng)的發(fā)展更加完善，既可單機使用，亦能夠滿足聯(lián)線使用，更容易獲得醫(yī)院部門的青睞。而且相比競爭對手，本產(chǎn)品還具有小巧靈敏，使用方便，信息更加準確的優(yōu)點。因此該產(chǎn)品具有廣闊的發(fā)展前景。

另一方面，市場上的自動貼標機五花八門，但是大多針對食品、盒子、書本、塑膠殼等，并沒有在醫(yī)藥市場上廣泛運用，藥品制造業(yè)是自動貼標的大用家，由于行業(yè)的特殊性，設(shè)備需要很高的運行速度，考慮到這個問題，貼標機提供了貼標前燈檢及貼標后自動人瓶托的附加功能。本產(chǎn)品利用激光防松裝置，做到非接觸、無污染。從經(jīng)濟角度來說，經(jīng)過長時間不斷改善技術(shù)、降低成本、市場競爭等等各方面，此款貼標機價格適應(yīng)大中小企業(yè)的接受，以及在性能上滿足廣大企業(yè)的需求，以至自動貼標機在未來的市場具有極大的空間。

5.總結(jié)

當(dāng)今時代是科技飛速發(fā)展的時代，人們面對越來越繁忙的生活，就需要更快節(jié)奏的生活運作，這其中離不開科技的應(yīng)用，因此，學(xué)會將先進的科學(xué)技術(shù)與實際生活中聯(lián)系起來是非常有必要的，而此次的真空采血智能貼標系統(tǒng)正是社會與科技的結(jié)合體現(xiàn)。而在日益飛速發(fā)展的當(dāng)今社會，現(xiàn)代化水平不斷提高的醫(yī)院，電子化機械化水平也在不斷地要求中邁進新的信息時代，便捷化高效率并且取代人的主觀因素影響，這種種的一切跡象都表明醫(yī)院的飛速高效方向的發(fā)展離不開此種產(chǎn)品，也更不能忽視其在信息化時代所發(fā)揮的作用。其誘人的前景不僅在醫(yī)學(xué)方面獲得的應(yīng)用，而且在其他領(lǐng)域也有著巨大的利用價值。如今各種高科技的發(fā)展，未來自動化的應(yīng)用將不可估量。