TWI822645B

TWI822645B - 尿液收集暨自動檢測系統

Info

Publication number: TWI822645B
Application number: TW112120887A
Authority: TW
Inventors: 楊晟; 楊正輝
Original assignee: 國立屏東科技大學
Priority date: 2023-06-05
Filing date: 2023-06-05
Publication date: 2023-11-11
Also published as: TW202448407A

Abstract

本發明係有關於一種尿液收集暨自動檢測系統，包含電控機構、尿液收集機構與尿液檢測機構；受檢者能直接將尿液直接排入尿液收集機構，再利用連通管原理使尿液收集機構中收集的尿液自動導入尿液檢測機構中，接著電控機構令檢測掛架將檢測模組浸入尿液檢測機構的尿液中，待一預設時間後檢測模組將檢測結果經無線通訊模組傳至智慧型電子裝置或伺服器，讓民眾及醫生可以及時獲得檢測數據；當完成檢測後，電控機構令尿液收集機構與尿液檢測機構中的尿液自動排除，並進行清洗、吹乾程序，以供下一個受檢者進行尿液收集並檢測；據此，從排尿、尿液收集乃至檢測皆呈自動化運作，能減輕醫檢人力，且減少如尿杯及集尿管等醫療廢棄物，同時檢查流程乾淨、衛生。

Description

尿液收集暨自動檢測系統

本發明係有關於一種收集暨自動檢測系統，特別是指一種自動收集尿液並且自動進行檢測的尿液收集暨自動檢測系統。

隨著生活水準的提升，民眾更能體認到擁有健康的身體才能實現自己的人生理想，因此對健康議題也越發重視，常透過一些檢驗了解自身身體的健康狀況；同時，長年來政府也提供符合條件例如年齡、家族史等的民眾免費進行相關項目的檢驗，以期能透過早期發現早期治療。

尿液檢查關係到很多的疾病，是篩檢、判斷疾病的重要指標，加上是非侵入性的，不會產生任何不適，成為醫生及民眾最常使用的身體檢驗指標。

目前尿液檢查的程序，是由醫師開立檢查單，受檢者持檢查單至檢驗單位領取集尿管，檢驗單位在發放集尿管之前須在集尿管表面黏貼醫囑條碼，以供後續辨識該集尿管中的尿液檢體屬於哪位受檢者以及尿液檢驗的項目種類，接著受檢者前往廁所以塑膠杯收集尿液後，再將塑膠杯中收集的尿液，倒入集尿管，然後再送交檢驗單位；之後，檢驗單位再刷集尿管表面黏貼的醫囑條碼確認檢測項目，於完成逐項檢測後再將檢測結果登錄電腦，方便醫師及受檢者查詢。

現有大量的尿液檢查方式，不僅使檢測人力大幅增加，工作負擔加重，相關的醫療成本及廢棄物也隨之加重，嚴重威脅健保體系，以及生態環境。為了解決相關問題，傳統透過人力作業的尿液檢測改革，勢在必行，也是刻不容緩的課題。

今，發明人即是鑒於上述現有尿液檢測在實際實施時所產生的缺失，而進行研究開發，以提供一種自動集尿、檢測的系統。

本發明的目的，係提供一種尿液收集暨自動檢測系統，該系統從身份辨識、尿液樣本收集、尿液檢測、檢驗結果通報、以及取樣裝置清洗等，全部自動化。此外，還能透過無線通訊及時傳送檢驗結果至伺服器及/或手機，讓民眾及醫生可以及時獲得檢測數據，以便於做適當的醫療處置，更重要的是醫療人員可以透過互動式評估介面，進行大數據分析，藉以提供更精準的醫療服務。

上述本發明的目的，是透過以下技術完成：

一種尿液收集暨自動檢測系統，包含一電控機構、一尿液收集機構與一尿液檢測機構；其中：

所述電控機構，係包括一微控制器一第二動力單元、一主排尿閥、一副排尿閥、一第一進水閥、一第二進水閥，所述微控制器與所述第二動力單元、所述主排尿閥、所述副排尿閥、所述第一進水閥、所述第二進水閥電性連接；所述微控制器控制著所述主排尿閥、所述副排尿閥、所述第一進水閥、所述第二進水閥的啟閉時機；

所述尿液收集機構，包括一漏斗狀之尿液收集桶；一主排尿管的一端銜接所述尿液收集桶的底部，所述主排尿管鄰近所述尿液收集桶的底部處設所述主排尿閥；一溢流管的一端連通所述尿液收集桶且鄰近其底部位置，所述溢流管的另一端連通所述主排尿管且是位於所述主排尿閥下方處；一導尿管的一端連通所述尿液收集桶的底部；一第一送水管，其一端連通水源供應處，另一端設第一噴嘴伸入所述尿液收集桶內，所述第一送水管上設所述第一進水閥；

所述尿液檢測機構，其包括一尿液檢測桶，所述尿液檢測桶具有中央低而越往外側漸高的底部；一副排尿管的一端連接所述尿液檢測桶底部中央，另一端連接所述主排尿管且是位於所述主排尿閥下方處，鄰近所述尿液檢測桶底部的所述副排尿管上設所述副排尿閥；所述尿液檢測桶設所述第二動力單元，所述第二動力單元的動力輸出端連結檢測掛架，所述檢測掛架供裝設檢測模組；一第二送水管，其一端連通水源供應處，另一端分歧後伸入所述尿液檢測桶內並分別設第二噴嘴、第三噴嘴，所述第二進水閥設於所述第二送水管上；所述導尿管的另一端銜接所述尿液檢測桶，令所述導尿管二端各銜接所述尿液收集桶、所述尿液檢測桶位於同一水平高度，或銜接所述尿液收集桶的高度高於銜接所述尿液檢測桶的高度。

如上所述之尿液收集暨自動檢測系統，其中，所述電控機構還包括一掃描單元，所述微控制器與所述掃描單元電性連接；所述掃描單元用於掃描一檢驗單以得到掃描資料，並傳給所述微控制器，所述微控制器依所述掃描資料確認受檢者。

如上所述之尿液收集暨自動檢測系統，其中，所述電控機構還包括一查核顯示單元，所述微控制器與所述查核顯示單元電性連接；所述微控制器係依所述掃描資料確認受檢者，並於查核通過時令所述查核顯示單元顯示查核結果。

如上所述之尿液收集暨自動檢測系統，其中，所述電控機構還包括一無線通訊模組，所述微控制器與所述無線通訊模組電性連接；所述微控制器通過所述無線通訊模組將檢測數據及受檢者資料上傳至手機及/或伺服器。

如上所述之尿液收集暨自動檢測系統，其中，所述電控機構還包括一人體感測單元、一第一動力單元，所述微控制器與所述人體感測單元、所述第一動力單元電性連接；一上蓋樞接蓋設於所述尿液收集桶的頂端，且以所述第一動力單元連動所述上蓋開啟與蓋合；所述人體感測單元設於鄰近所述尿液收集機構處，所述人體感測單元將感應人體接近及遠離之信息通知所述微控制器，令所述微控制器驅動所述第一動力單元執行開啟或蓋合所述上蓋。

如上所述之尿液收集暨自動檢測系統，其中，所述電控機構還包括一第一風扇、一第二風扇、一第三風扇，所述微控制器與所述第一風扇、所述第二風扇、所述第三風扇電性連接；以所述微控制器控制所述第一風扇、所述第二風扇、所述第三風扇的啟閉作動時機；所述尿液收集桶上安裝所述第一風扇，令所述第一風扇出風方向朝向所述尿液收集桶底部；所述第二風扇、所述第三風扇設於所述尿液檢測桶內，且所述第二風扇的出風方向朝向所述尿液檢測桶底部，所述第三風扇的出風方向朝向所述檢測掛架。

本發明之優點為：

本發明係提供一套先進完整的尿液收集與自動檢測系統，從身份辨識、尿液樣本收集、尿液檢測、檢驗結果通報、以及取樣裝置清洗等，全部自動化，能減輕醫檢人力，且減少如尿杯及集尿管等醫療廢棄物，同時檢查流程乾淨、衛生。

此外，本發明透過無線通訊模組能及時傳送檢驗結果至伺服主及/或手機，讓民眾及醫生可以及時獲得檢測數據，以便於做適當的醫療處置，更重要的是醫療人員可以透過互動式評估介面，進行大數據分析，藉以提供更精準的醫療品質。

為令本發明所運用之技術內容、發明目的及其達成之功效有更完整且清楚的揭露，茲於下詳細說明之，並請一併參閱所揭之圖式及圖號：

請參見第一、二圖，其中第一圖係揭示本發明尿液收集暨自動檢測系統的架構示意圖，第二圖則揭示本發明尿液收集暨自動檢測系統中的電控機構方塊示意圖。

本發明之尿液收集暨自動檢測系統，係包含一電控機構100、一尿液收集機構200與一尿液檢測機構300；其中：

該電控機構100，係包括一微控制器11、一第二動力單元16、一主排尿閥18、一副排尿閥19、一第一進水閥111、一第二進水閥112。在本發明之一較佳實施例中，該電控機構100還包括一掃描單元12、一查核顯示單元13、一人體感測單元14、一第一動力單元15、一無線通訊模組17其中之一或其二者以上之組合；在本發明之一較佳實施例中，該電控機構100還包括一第一風扇113、一第二風扇114、一第三風扇115。其中，微控制器11與掃描單元12、查核顯示單元13、人體感測單元14、第一動力單元15、第二動力單元16、無線通訊模組17、主排尿閥18、副排尿閥19、第一進水閥111、第二進水閥112、第一風扇113、第二風扇114、第三風扇115電性連接；其中，掃描單元12用於掃描檢驗單並因此得到一掃描資料，該掃描單元12將該掃描資料傳給微控制器11，由微控制器11根據該掃描資料確認受檢者資訊；該查核顯示單元13係用於顯示該微控制器11在完成查核掃描資料後的查核結果；人體感測單元14設於鄰近該尿液收集機構200處，用於感應人體接近及遠離，並且將感應所得之信息通知微控制器11，令微控制器11知悉人體接近該尿液收集機構200處與遠離該尿液收集機構200處；當人體接近該尿液收集機構200處時，微控制器11驅動第一動力單元15連動上蓋開啟，當人體遠離該尿液收集機構200處時，微控制器11驅動第一動力單元15連動上蓋22蓋合；微控制器11以無線通訊模組17將檢測數據及受檢者資料上傳至手機400及/或伺服器500；微控制器11亦控制著主排尿閥18、副排尿閥19、第一進水閥111、第二進水閥112、第一風扇113、第二風扇114、第三風扇115的啟閉模式；

該尿液收集機構200，包括一尿液收集桶21、一主排尿管23、一溢流管24、一導尿管25、一第一送水管26；其中，該尿液收集桶21呈漏斗狀；主排尿管23的一端與尿液收集桶21的底部銜接，該主排尿管23鄰近尿液收集桶21的底部處設該主排尿閥18，使微控制器11在令主排尿閥18開啟時，尿液收集桶21中的液體能由主排尿管23排出；溢流管24的一端連通尿液收集桶21且鄰近其底部的位置處，該溢流管24的另一端連通主排尿管23，且是位於主排尿閥18下方的主排尿管23處，如此一來，當尿液收集桶21內的液體液面超過溢流管24與尿液收集桶21的連通處時，便會由溢流管24溢出排入主排尿管23；導尿管25的一端連通尿液收集桶21的底部，另一端連接至尿液檢測機構300，以將尿液收集桶21中的尿液導至尿液檢測機構300；第一送水管26，其一端連通水源供應處(圖中未表示)，另一端伸入尿液收集桶21內並設有第一噴嘴261，第一送水管26上設第一進水閥111，當微控制器11令第一進水閥111開啟時，水源供應處的水便得以經第一送水管26由第一噴嘴261進入尿液收集桶21中進行清洗；尿液收集桶21上還安裝有第一風扇113，且第一風扇113的出風方向朝向尿液收集桶21的底部，當微控制器11令第一風扇113運轉時，能透過第一風扇113吹出的風將尿液收集桶21內部吹乾；在本發明之一較佳實施例中，該尿液收集機構200還包括一上蓋22，該上蓋22活動樞接於尿液收集桶21的頂端，且該上蓋22與第一動力單元15的動力輸出端連接，使微控制器11得以驅動第一動力單元15連動上蓋22蓋合尿液收集桶21的頂端或開啟；

尿液檢測機構300，其包括一尿液檢測桶31、一副排尿管32、一檢測掛架33、一檢測模組34、一第二送水管35；其中，該尿液檢測桶31的底部呈中央低而越往外側漸高使其底部具有導水功能；副排尿管32的一端連接尿液檢測桶31底部中央，另一端連接主排尿管23，且是位於主排尿閥18下方處的主排尿管23，鄰近尿液檢測桶31底部的副排尿管32上設該副排尿閥19，當微控制器11開啟副排尿閥19時，尿液檢測桶31中的液體便通過副排尿管32排入主排尿管23，再由主排尿管23排出；尿液檢測桶31上設第二動力單元16，該第二動力單元16的動力輸出端連結檢測掛架33，檢測掛架33上裝設檢測模組34，如此一來，微控制器11能驅動第二動力單元16連動檢測掛架33將檢測模組34下降浸入尿液中或上升離開尿液；一第二送水管35，其一端連通水源供應處，另一端分歧後伸入尿液檢測桶31內並分別設第二噴嘴351、第三噴嘴352，第二送水管35上還設第二進水閥112，當微控制器11開啟第二進水閥112時，水源供應處的水便經第二送水管35由第二噴嘴351、第三噴嘴352噴灑流出，分別對檢測掛架33、檢測模組34及尿液檢測桶31進行清洗；尿液檢測桶31中還設有第二風扇114、第三風扇115，且第二風扇114的出風方向朝向尿液檢測桶31底部，而第三風扇115的出風方向朝向檢測掛架33，使微控制器11在啟動第二風扇114、第三風扇115運轉時，藉其吹出的風分別對尿液檢測桶31、檢測掛架33及檢測模組34風乾；導尿管25的另一端係銜接尿液檢測桶31，且導尿管25二端銜接尿液收集桶21、尿液檢測桶31的位置係位於同一水平高度，或銜接尿液收集桶21的高度高於銜接尿液檢測桶31的高度，如此一來，能令尿液收集桶21收集的尿液因連通管原理而由導尿管25自動流入尿液檢測桶31內，並且維持尿液收集桶21與尿液檢測桶31內的尿液液面等高。

以下接著說明本發明之尿液收集暨自動檢測系統的運作方式。首先(以下參見第二圖)，受檢者在拿到醫師開立的檢驗單欲進行尿液檢測時，即可以掃描單元12掃描檢驗單並因此得到一掃描資料，該掃描單元12將該掃描資料傳給微控制器11，由微控制器11根據該掃描資料確認受檢者資訊，當微控制器11在完成查核掃描資料後，若查核結果通過，則微控制器11會令查核顯示單元13顯示查核通過，此時受檢者便能準備進行尿液的收集。

接著(以下參見第二、三圖)，當受檢者接近尿液收集機構200處並為人體感測單元14感測到時，人體感測單元14將感應所得之信息通知微控制器11，微控制器11便會通知第一動力單元15連動上蓋22開啟，此時，受檢者即可直接將尿液尿在尿液收集桶21中，無須再額外使用塑膠杯或紙杯收集，而受檢者排尿過程中，若尿液收集桶21中的尿液量超過溢流管24與尿液收集桶21的連通處時，便會由溢流管24溢出排入主排尿管23，並由主排尿管23排出外界(參見第二、四圖)；在此同時，於尿液收集桶21中的尿液會透過導尿管25的導引進入尿液檢測桶31中，當受檢者，完成排尿並遠離尿液收集機構200時，因人體感測單元14不再感測到人體，於是將該感測信息通知微控制器11，由微控制器11控制第一動力單元15連動上蓋22蓋合(參見第二、四圖)。

續之(以下參見第二、四圖)，微控制器11再控制第二動力單元16連動檢測掛架33下降以將檢測模組34浸入尿液中，待經一段反應時間完成檢測後，微控制器11再控制第二動力單元16連動檢測掛架33上升以令檢測模組34離開尿液；此時，檢測模組34將檢測後的結果透過無線通訊模組17將檢測數據及受檢者資料上傳至手機400及/或伺服器500，供受測者及/或醫師及時得知檢測結果，而做相應的處置。

接著，微控制器11令主排尿閥18、副排尿閥19開啟(以下參見第二、五圖)，以將尿液收集桶21、尿液檢測桶31中的尿液分別自主排尿管23、副排尿管32排出；然後，微控制器11再令第一進水閥111、第二進水閥112打開，以將水源供應處的水分別經第一送水管26、第二送水管35進入尿液收集桶21與尿液檢測桶31中，並分別由第一噴嘴261、第二噴嘴351、第三噴嘴352噴灑而出，而以第一噴嘴261噴灑而出的水清洗尿液收集桶21，以第二噴嘴351噴灑而出的水清洗檢測掛架33及檢測模組34，以第三噴嘴352噴灑流出的水清洗尿液檢測桶31，而清洗後的水再各自由主排尿管23、副排尿管32排出；完成清洗作業後，微控制器11將關閉第一進水閥111、第二進水閥112。

最後(以下參見第二、六圖)，微控制器11再啟動第一風扇113、第二風扇114、第三風扇115，令第一風扇113產生的風流將尿液收集桶21內部的殘餘水分風乾，第二風扇114、第三風扇115產生的風流分別將尿液檢測桶31、檢測掛架33及檢測模組34上的殘餘水分風乾；完成之後，微控制器11令第一風扇113、第二風扇114、第三風扇115停止運轉，並關閉主排尿閥18副排尿閥19，等待下一個受檢者的尿液收集檢測作業。

以上所舉者僅係本發明之部份實施例，並非用以限制本發明，致依本發明之創意精神及特徵，稍加變化修飾而成者，亦應包括在本專利範圍之內。

綜上所述，本發明實施例確能達到所預期之使用功效，又其所揭露之具體技術手段，不僅未曾見諸於同類產品中，亦未曾公開於申請前，誠已完全符合專利法之規定與要求，爰依法提出發明專利之申請，懇請惠予審查，並賜准專利，則實感德便。

100:電控機構

200:尿液收集機構

300:尿液檢測機構

11:微控制器

12:掃描單元

13:查核顯示單元

14:人體感測單元

15:第一動力單元

16:第二動力單元

17:無線通訊模組

18:主排尿閥

19:副排尿閥

111:第一進水閥

112:第二進水閥

113:第一風扇

114:第二風扇

115:第三風扇

21:尿液收集桶

22:上蓋

23:主排尿管

24:溢流管

25:導尿管

26:第一送水管

261:第一噴嘴

31:尿液檢測桶

32:副排尿管

33:檢測掛架

34:檢測模組

35:第二送水管

351:第二噴嘴

352:第三噴嘴

400:手機

500:伺服器

第一圖：揭示本發明尿液收集暨自動檢測系統的架構示意圖。

第二圖：揭示本發明尿液收集暨自動檢測系統中的電控機構方塊示意圖。

第三圖：揭示本發明尿液收集暨自動檢測系統於感應到人體接近而上蓋開啟，並開始收集尿液且將尿液導引至尿液檢測桶中的狀態示意圖。

第四圖：揭示本發明尿液收集暨自動檢測系統於收集尿液過多而自動由溢流管溢流排出，以及下降檢測掛架使檢測模組浸入尿液中的狀態示意圖。

第五圖：揭示本發明尿液收集暨自動檢測系統於完成檢測後上升檢測掛架，並將尿液排除，接著進行清洗的狀態示意圖。

第六圖：揭示本發明尿液收集暨自動檢測系統於完成清洗後進行風乾的狀態示意圖。