[发明专利]一种咽拭子自动采样系统

说明书

本发明提出的一种咽拭子自动采样系统，包括在工作平台上的待测人员身份信息自动核对及采集提示单元、待测人员头部定位单元、导航定位单元、样本采集执行单元和咽拭子自动装卸载单元，以及远程监控单元；导航定位单元跟随样本采集执行单元末端进入待测人员口腔，用于采集咽喉图像并确定深度传感器与待测人员咽喉之间的深度信息；样本采集执行单元包括三自由度的导轨式装置及一个自由度的末端执行机构；在咽拭子采集的过程中，各个单元的实时信息与远程监控单元通信，医护人员在远程安全房间通过电脑对被采集者及其各个单元进行实时监控，出现意外问题，及时的采取措施，以保证整个过程的安全性和有效性。本系统实现了咽拭子采集过程的全自动化。

技术领域

本发明属于医疗机器人领域，具体涉及一种咽拭子自动采样系统。

背景技术

目前新冠肺炎疫情已经在全世界范围蔓延。病毒感染检测手段主要通过咽拭子采集的样本进行核酸检查。然而咽拭子样本采集是传染风险系数极高且需要一定操作技巧的过程。采样中患者需张口暴露咽喉部位，采样咽喉区域是病毒相对集中的区域，患者用力呼吸、咳嗽等可产生大量飞沫或气溶胶。目前采样室大多为10平米左右的封闭区域，采样室气溶胶浓度较高。采样医护人员近距离采集咽拭子，即便进行三级防护(穿防护服、戴护目镜、戴手套)，也具有较高交叉感染的风险。同时在新冠肺炎爆发阶段，感染人数众多，医护人员需要长期穿着全面防护设备，导致工作强度过大、工作时间过长。而且采集咽拭子过程因不同级别的医务人员水平的差异、心理的畏惧、医护人员的疲劳等多种因素，咽拭子采集操作很容易导致拭子质量的差异容易出现假阴性，影响对病情的判断。

咽拭子采集对病毒种类检测的必要性、以及类似新冠病毒等具有高传染风险的高危性，亟需采用机器人技术替代医护人员进行自主采样，降低医护人员工作负荷与感染风险，对于战伤救治、灾害救援、传染病防控均具有重要意义。

发明内容

本发明的目的是为了克服已有技术的不足之处，提出一种咽拭子自动采样系统，该系统将医护人员咽拭子采集过程中的核对采集者信息、咽拭子采集、密封等操作实现全自动化，可有效降低医护人员的工作负荷与感染风险。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明提出的一种咽拭子自动采样系统，其特征在于，包括位于工作平台上的待测人员身份信息自动核对及采集提示单元、待测人员头部定位单元、导航定位单元、样本采集执行单元和咽拭子自动装卸载单元，以及远程监控单元；其中，

所述待测人员身份信息自动核对及采集提示单元，包括电子屏幕，通过该电子屏幕自带的前置摄像头获取待测人员的面部特征，与待测人员的身份信息进行对比、进行人脸识别，并将待测人员信息通过电子屏幕投放给被检测人员，等待确认，待确认完毕，由其进行语音及其文字提示引导待检测人员进入所述自动咽拭子采集设备，并报道操作规程及其注意事项；

所述待测人员头部定位单元，包括头部定位架和固定在该头部定位架上的咬口器；通过头部定位架固定待测人员头部并调节所述咬口器至所述工作平台的距离，使得咬口器位于待测人员的舒适高度；所述咬口器采用一次性耗材制成，用于将待测人员的口腔张开并将其舌头压平，提供通往咽部的通畅空间；

所述导航定位单元，包括固定在所述样本采集执行单元末端的深度传感器，该深度传感器随所述样本采集执行单元进入待测人员口腔，用于采集咽喉图像并确定深度传感器与待测人员咽喉之间的深度信息；

所述样本采集执行单元，包括三自由度的导轨式装置及一个自由度的末端执行机构；所述三自由度的导轨式装置为龙门式三轴机构，分别将沿口腔宽度方向、沿口腔进深方向和垂直于工作平台平面方向作为X、Y、Z轴，龙门式三轴机构包括一个X轴模组、两个Y轴模组和一个Z轴模组，两个所述Y轴模组间隔固定于所述工作平台上，所述Y轴模组、X轴模组和Z轴模组依次连接且彼此联动，所述Z轴模组上固定有所述导航定位单元内的深度传感器及所述末端执行机构；在待测人员咽部擦拭的动作由所述X轴模组和Z轴模组控制，向待测人员口腔内深入的进给运动和擦拭动作力控部分的轴向进给运动均由所述Y轴模组控制；