DE102012109320A1

DE102012109320A1 - Erkennen und Verproben von gezogenen Käfigen an einem Rack

Info

Publication number: DE102012109320A1
Application number: DE201210109320
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-10-01
Filing date: 2012-10-01
Publication date: 2014-04-03

Abstract

Tierraumeinrichtung oder Pflanzenlaboreinrichtung gemäß WO 2011/1240209, geeignet zur Durchführung eines Verfahrens zur Prozessverfolgung von Vorgängen und/oder Leistungen, die wenigstens ein Objekt betreffen, mit einer Käfiganordnung (Rack) mit Käfigen, die zumindest ein Objekt enthalten, mit einer Vorrichtung zum Erfassen der Käfige, gekennzeichnet durch eine zusätzliche, insbesondere funkbasierte und/oder optische Erfassungseinrichtung, die die Käfiganordnung insgesamt und Orte (Slots) einzelner Käfige darin erfasst, mit einer Umwandlungseinheit, die die erfassten Daten in elektronisch verarbeitbare Daten umwandelt, mit einer Datenschnittstelle zur Weiterleitung der Daten an eine Rechnereinheit, mit einer Vergleichs- bzw. Analyseeinheit, in der die Daten mit hinterlegten Daten verglichen bzw. analysiert werden können.

Description

Problemstellung:
Beispielsweise in der genetischen Forschung, insbesondere in der Tier- und Pflanzenforschung, wird mit einer großen Anzahl von Versuchsobjekten gearbeitet. Versuchstiere in der Tierforschung werden in offener Haltung in entsprechenden Regalen oder Racks, in deren Fächern Käfige angeordnet werden können, spezifiziert pathogenfrei in z. B. einzeln belüfteten Käfigen (IVCs) oder in Isolatoren gehalten. In separaten Wechselstationen erfolgt beispielsweise ein Umsetzen bzw. Verlegen der Versuchstiere in andere Käfige. Käfige mit einer eindeutigen Käfigkartennummer in Racks und Rackslots (Lokation) entsprechen allerdings nicht den auf der Käfigkarte gedruckten und in der Datenbank vermerkten Lokationen, wenn Käfigbenutzer die Käfige falsch platzieren. In der Pflanzenforschung herrschen vergleichbare Verhältnisse.
Eine besondere Randbedingung stellt die Tatsache dar, dass Racks von Zeit zu Zeit chemisch und/oder thermisch sterilisiert, beispielsweise autoklaviert (132 Grad Celsius, 1h) werden müssen, somit eine Lösung auf der Basis von elektronischen Komponenten, z.B. RFID-Leser für jeden Rackslot, nicht sinnvoll erscheint. Da Racks bis zu 120 Slots für Käfige enthalten können, würden auch die Kosten einer solchen Lösung im Verhältnis zu dem angestrebten Ziel unverhältnismäßig hoch sein. Bei mechanischen Lösungen entstehen ebenfalls ein hoher Kostenaufwand und das Problem der Datenübertragung zum Computer. Rackschablonen sind kostenaufwändig und müssen unterschiedliche Racktypen abdecken.
Aufgabe:
Die Erfindung schildert ein System, welches die physischen Lokationen der Käfige im Rack und deren Slotpositionen im Rack sowie deren Käfigkarten verprobt.
Prozess:
Idealerweise wird bereits beim Ziehen des Käfigs aus dem Rack der entsprechende Slot in der Käfig- bzw. Tierverwaltungs-Software markiert und geöffnet. Durch das Lesen der Käfigkarte, welche mit einem RFID Chip markiert ist oder in einem mit einem Chip markierten Käfigkartenhalter steckt, auf einem RFID-Reader, der in einer Wechselstation enthalten ist oder mobil transportiert wird, oder durch das Scannen des Barcodes auf der Käfigkarte kann der Käfig mit der in der Datenbank vermerkten Rack- und Slotposition verprobt werden.
Nachdem die Tier- oder Pflanzentransaktionen auf einer Wechselstation durchgeführt und die Käfiginhalte verändert wurden, werden neue Käfigkarten gedruckt und in die Käfigkartenhalter gesteckt. Die Käfige werden dann wieder zum Rack gebracht und in die auf den Käfigkarten vermerkten Rackslots gesteckt.
Realisierung:
Die Lösung stützt sich auf ein Verfahren, ein Computerprogrammprodukt und eine Wechselstation zur Prozessverfolgung, wie sie in der WO 2011/124 209 des Anmelders beschrieben sind. Sie basiert auf der Überlegung, dass der Zustand eines Racks mit seinen gefüllten und ggf. leeren Slots jederzeit möglichst berührungslos festgehalten werden kann. Eine berührungslose Erfassung kann beispielsweise per Funk, z.B. durch Abfahren des Racks mit Richtantennen, oder optisch, beispielsweise mit einer Kamera pro Rack oder einer bewegbaren, beispielsweise schwenkbaren und/oder fahrbaren Kamera, z.B. Webcam oder mit Lichtschranken, erfolgen. Eine bewegbare Kamera beispielsweise kann mittels Elektromotor auf einer Vertikalschiene verfahrbar sein, wobei sich die Vertikalschiene selbst wiederum mittels Elektromotor auf einer Horizontalschiene bewegt. Die Schienen können jeweils entweder an jedem Rack oder von ihnen unabhängig z.B. an den Wänden des Tierraums für viele Racks so angebracht werden, dass sich die Kamera in relativ kurzem Abstand vor den Racks bewegen kann. Diese Methode hat den Vorteil, dass man sie aufgrund des kurzen Abstandes zum Käfig sogar für die Beobachtung der Tiere im Käfig einsetzen kann.
Durch Daten- bzw. Bildverarbeitung kann der Zustand analysiert werden, nachdem das Rack – entweder durch die Auswahl in der Software (Rackpositionen im Raum sind hinterlegt) oder durch Lesen des Käfigs an der Wechselstation – mit einer Erfassungseinrichtung, z.B. der Kamera, angefahren wurde. Die Daten- bzw. Bildanalyse kann sowohl nach dem Ziehen des Käfigs leere Slotpositionen in einem Rack feststellen als auch die nach dem Zurückstellen auf der Käfigkarte als Klartext, Barcode, Datamatrix, gedruckte Käfigposition oder Funksignal feststellen und dann mit Hilfe der entsprechenden Analysetools die Daten bzw. das Bild analysieren und die Übereinstimmung mit den in der Datenbank hinterlegten Angaben überprüfen.
Figurenbeschreibung
1: Auswählen des Racks
Zwei Racks 1, 2, die jeweils 16 Käfige A1, A2...D3, D4 aufnehmen, sind in einem Arbeitsraum positioniert. Jeder Käfig trägt einen Kartenhalter bzw. eine Käfigkarte mit Daten zum Käfig und zu seinem Inhalt. Die Daten sind herkömmlich lesbar und zusätzlich per RFID-Technik und/oder Barcodes abgelegt. Die beiden Racks 1, 2 sind samt ihren Positionen A, B in einer auf einem Computer 3 installierten und Datenbank-basierten Software erfasst, dem Cage Explorer bzw. SmartRack^©. Im Arbeitsraum ist eine Webcam 4 installiert, die die beiden Racks 1, 2 insgesamt und den Ort jedes einzelnen Käfigs A1, A2...D3, D4 im Rack 1, 2 erfassen kann. Die Webcam 4 erlaubt das Hinterlegen von Positionen A, B bzw. das Anfahren von bestimmten Positionen A oder B im Arbeitsraum durch eine Software-API (Application Programming Interface bzw. Programmierschnittstelle).
a) Auswahl im Cage Explorer
Ein Benutzer will die Käfige B2, D3 und D4 aus dem Rack 1 an einer Wechselstation 5 bearbeiten. Dazu wählt er per Cage Explorer das Rack 1 aus Die Software übergibt die Position A des Racks 1 im Raum unmittelbar an die Webcam 4 kabelgebunden oder via WLAN, und die Webcam 4 fährt die Position A an und macht ein Bild des Racks. Der Benutzer entnimmt die Käfige B2, D3 und D4 aus dem Rack 1. Die Webcam macht weitere Bilder und erfasst das Rack 1 insgesamt sowie jeden Ort bzw. Slot jedes einzelnen Käfigs A1, A2...D3, D4.4, Das Bildanalyseprogramm analysiert, dass die Slots der Käfige B2, D3 und D4 leer sind (vgl. 2), und leitet diese Information an den Cage Explorer weiter. Der Cage Explorer „öffnet“ die Käfige B2, D3 und D4 auf der Software-Ebene.
Der Vorteil dieses Verfahrens gegenüber der folgenden Variante b) ist, dass der Benutzer die Käfige B2, D3 und D4 im Cage Explorer bereits geöffnet vorfindet, wenn er mit den Käfigen B2, D3 und D4 an der Wechselstation 5 ankommt. Dort kann er sie zusätzlich mittels der RFID auf dem Käfigkartenhalter oder der Käfigkarte selbst verproben, indem die Informationen der Webcam 4 über die leeren Orte der Käfige B2, D3 und D4 im Rack 1 mit den Daten aus der RFID-Erfassung der Käfige B2, D3 und D4 an der Wechselstation 5 abgeglichen werden. Statt RFID ist auch ein Verfahren mit Barcode möglich.
Damit ist ein zweistufiges Verfahren möglich, nämlich das manuelle Markieren im Computer 3 einerseits und die Gegenprobe bezüglich der korrekten Auswahl der Käfige B2, D3 und D4 beim Eintreffen an der Wechselstation 5 mittels RFID und der in der Datenbank gespeicherten Information andererseits.
b) Auswahl durch ausschließliches Lesen der RFID oder des Barcodes des Käfigs an der Wechselstation
Ein Benutzer will die Käfige B2, D3 und D4 aus dem Rack 1 an einer Wechselstation 5 bearbeiten. Dazu entnimmt er die Käfige B2, D3 und D4 aus dem Rack 1, in diesem Fall aber ohne vorherige Eingabe am Computer 3. Er kommt mit den Käfigen B2, D3 und D4 an der Wechselstation 5 an. Hier werden die RFID-/Barcodedaten der Käfige B2, D3 und D4 erfasst. Die Positionierung der Webcam 4 und die Bildanalyse ihrer Aufnahmen finden erst statt, wenn die RFID-Daten der Käfige B2, D3 und D4 an der Wechselstation 5 gelesen wurden. Die Daten werden daraufhin mit den Aufnahmen der Webcam 4 abgeglichen.
2: Ziehen der Käfige
Die Aufzeichnung, durch die Webcam 4 startet, wenn sie nicht softwaregesteuert stattfindet z.B. durch Auswahl des Racks in der Software, sobald sich der Benutzer vor dem Rack 1 bewegt, und endet, wenn keine Bewegungen mehr stattfinden. Das letzte Bild der Webcam 4 wird auf offene Slots hin analysiert. Die offenen Slotpositionen werden in Form von Koordinaten an das SmartRack^© übergeben. Das SmartRack^© öffnet den jeweiligen Käfig B2, D3 und D4. Durch Lesen der RFID oder des Barcodes an der Wechselstation 5 wird die Position zusätzlich verprobt, indem die Daten der RFID oder des Barcodes mit den hinterlegten Daten des Cage Explorer verglichen werden.
3: Zurückstellen der Käfige
Nachdem die Tiertransaktionen auf der Wechselstation 5 durchgeführt wurden, werden nach der Veränderung der Inhalte der Käfige B2, D3 und D4 die Käfigkarten inklusive ihrer Positionen neu ausgedruckt. Unter Umstände werden am SmartRack^© für die gezogenen Käfige B2, D3 und D4 auch veränderte Käfigpositionen am SmartRack^© erfasst. Der Benutzer bringt die Käfige B2, D3 und D4 an die auf den Käfigkarten ausgedruckten Positionen zurück.
Die Aufzeichnung durch die Webcam 4 startet, wenn sie nicht softwaregesteuert stattfindet, z.B. durch Auswahl des Racks, in der Software, sobald sich der Benutzer vor dem Rack 1 bewegt und endet, wenn keine Bewegungen mehr stattfinden. Durch Analyse der Käfigposition (OCR/Barcode/Datamatrixcode) auf der Käfigkarte und dem Vergleich mit der tatsächlichen Position im Rack 1 wird jeder Käfig B2, D3 und D4 visuell verprobt. Über die Käfig-ID wird die Position jedes Käfigs B2, D3 und D4 im Rack 1 in der Datenbank des Cage Explorers verprobt.
Bei falscher Positionierung eines der Käfige B2, D3 oder D4 im Rack 1 wird ein Warnhinweis am Computer 3 ausgeben.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

WO 2011/124209 [0006]

Claims

Tierraumeinrichtung oder Pflanzenlaboreinrichtung gemäß WO 2011/1240209, geeignet zur Durchführung eines Verfahrens zur Prozessverfolgung von Vorgängen und/oder Leistungen, die wenigstens ein Objekt betreffen, mit einer Käfiganordnung (Rack) mit Käfigen, die zumindest ein Objekt enthalten, mit einer Vorrichtung zum Erfassen der Käfige, gekennzeichnet durch eine zusätzliche, insbesondere funkbasierte und/oder optische Erfassungseinrichtung, die die Käfiganordnung insgesamt und Orte (Slots) einzelner Käfige darin erfasst, mit einer Umwandlungseinheit, die die erfassten Daten in elektronisch verarbeitbare Daten umwandelt, mit einer Datenschnittstelle zur Weiterleitung der Daten an eine Rechnereinheit, mit einer Vergleichs- bzw. Analyseeinheit, in der die Daten mit hinterlegten Daten verglichen bzw. analysiert werden können.
Verfahren nach WO 2011/125 209 zur Prozessverfolgung von Vorgängen und/oder Leistungen, die wenigstens ein Objekt betreffen, in einer Tierraumeinrichtung oder Pflanzenlaboreinrichtung, mit den folgenden Schritten: a) Aktivieren einer Erfassungseinrichtung zur Erfassung von Käfigen in der Käfiganordnung, b) Funkbasiertes und/oder optisches Erfassen der Käfiganordnung (Aufzeichnen), c) Vergleich der Daten der Erfassung mit eingegebenen Daten (Analyse), d) Ausgabe einer Warnung bei einer Abweichung der untereinander verglichenen Daten.
Verfahren nach WO 2011/125 209 zur Prozessverfolgung von Vorgängen und/oder Leistungen, die wenigstens ein Objekt betreffen, in einer Tierraumeinrichtung oder Pflanzenlaboreinrichtung, insbesondere nach dem obigen Verfahrensanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass nach Abschluss eines Prozesses von Vorgängen und/oder Leistungen die folgenden Schritte ablaufen: e) Aktivieren einer Erfassungseinrichtung zur Erfassung der Käfige in der Käfiganordnung, f) Funkbasiertes und/oder optisches Erfassen der Käfiganordnung (Aufzeichnen), g) Vergleich der Daten der Erfassung mit eingegebenen Daten (Analyse), h) Ausgabe einer Warnung bei einer Abweichung der untereinander verglichenen Daten.
Verfahren nach einem der obigen Verfahrensansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Aktivieren in Schritt a) und/oder e) durch eine Benutzereingabe erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Erfassungsvorgang (Aufzeichnen) in Schritt b) und oder f) durch die Erfassung einer Bewegung an der Käfiganordnung gestartet wird.
Verfahren nach Anspruch 2 und/oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Aktivieren in Schritt a) und oder e) durch einen Erfassungsvorgang von Käfigen an der Wechselstation erfolgt.