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HINTERGRUND
ZU DER ERFINDUNG 1. Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ganz allgemein Fluorometer, und insbesondere
ein System und Verfahren zum Durchführen von automatisierten Fluoreszenzmessungen.
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2. Verwandter
Stand der Technik
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Herkömmliche
zum Durchführen
von Fluoreszenzmessungen verwendete medizinische Vorrichtungen sind
große,
festgelegten Zwecken dienende Einrichtungen. Typische Fluorometer
sind Tischgeräte,
die sich nicht ohne weiteres von einem Ort zu einem anderen transportieren
lassen. Darüber
hinaus lassen sich herkömmliche
Fluorometer nur schwer durch den Benutzer programmieren oder in sonstiger
Weise durch den Benutzer konfigurieren, um mehrere unterschiedliche
Arten von Untersuchungen durchführen
zu können.
Vielmehr sind herkömmliche
Fluorometer werkseitig programmiert, um ein vordefiniertes Untersuchungsprotokoll
durchzuführen.
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Um
eine Untersuchung mittels eines herkömmlichen Fluorometers durchzuführen, gewinnt eine
Laborfachkraft eine Probe. Die Probe kann ein biologisches Fluid,
z.B. Blut, Serum, Plasma, Urin, ein Fäkalextrakt und dergleichen
sein, oder kann eine Umweltprobe, z.B. Wasser, eine Bodenprobe,
eine Chemikalie und dergleichen sein, oder kann ein Nahrungsmittelextrakt
sein. Im Falle einer Blutprobe wird das Blut zunächst mittels einer Zentrifuge
in Plasma oder Serum, das schließlich als Probe dient, und
in zelluläre
Anteile aufgespalten. Die Probe wird anschließend gewöhnlich in ein kleines Teströhrchen eingebracht,
das in das Fluorometer eingeführt
wird. Da das herkömmliche
Fluorometer in der Lage ist, mehrere Proben aufzunehmen, gibt die
Fachkraft ein Identifizierung der Probe und die Position des Teströhrchens
in den Fluorometer ein.
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Nachdem
ein oder mehrere Proben enthaltende Teströhrchen in dem Fluorometer positioniert sind,
beginnt die Untersuchung. Herkömmliche
Fluorometer benutzen Roboter, um die Probe und die Reagenzien zu
pipettieren und um ein oder mehrere optische Sensoren an der Probe
vorbei zu positionieren, um die erforderlichen Messwerte zu erhalten. Die
erfassten Werte werden gemeinsam mit den zugehörigen Positionsbezeichnungen
der Teströhrchen aufgezeichnet.
Die Positionsbezeichnung dient zur Identifizierung der Probe.
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Die
US 5 053 199 offenbart einen
IC-Träger und
einen Sockel, der geeignet ist einen IC-Träger in einem klinischen oder
diagnostischen Gerät
in Längsrichtung
abnehmbar aufzunehmen. Die
US
5 053 199 offenbart insbesondere einen Chip, der in einem
Hohlraum eines Trägers
durch eine standardisierte Stecker-Sockel-Anordnung befestigt wird.
Verbindungen zu den in dem Träger
angeordneten vier Pins pro Seitenkante des ROM-IC-Chips werden seitlich
durch Öffnungen
hergestellt, die dazu dienen, die entsprechende Anschlüsse zu isolieren.
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KURZDARSTELLUNG
DER ERFINDUNG
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Die
Erfindung betrifft das Gebiet der automatisierten Fluorometrie,
bei der ein Fluorometer vorgesehen ist, das in der Lage ist, verbesserte
operative Eigenschaften für
das Messen von Analyten in einer Probe zu ermöglichen. Dies ist als Gerät zum raschen
und bequemen Erfassen von Analyten in einem Labor oder in einer
sonstigen Umgebung durch ausgebildete Laboranten oder auch nicht
fachkundige Personen von besonderer Bedeutung. Zu dem Fluorometer
können
gehören:
ein optischer Block, ein austauschbares Speichermedium, ein interner Prozessor,
eine Datenkommunikationsschnittstelle und interne Datenspeicher.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen ROM-Chipträger gemäß den beigefügten Ansprüchen.
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Zusammen
mit dem Fluorometer wurde eine Test- oder Untersuchungseinrichtung
geschaffen. Die Testvorrichtung wird in Verbindung mit dem Fluorometer
verwendet, um ein Ergebnis über
die Konzentration oder die Anwesenheit eines Analyten in einer Probe
zu erhalten. Zu Beispielen von Analyten zählen Chemikalien, Proteine,
Peptide, Bakterien, Viren, Nucleinsäuren, zelluläre Organellen,
Zellen, Rezeptoren und dergleichen. Die Testvorrichtung kann Reagenzien
beinhalten, die zum Durchführen
einer immunologischen oder chemischen Reaktion erforderlich sind,
wobei eine solche Reaktion eine Änderung
der Fluoreszenz einer mit den Reagenzien behandelten Probe hervorruft.
Zu den Reagenzien können
Chemikalien, Antikörper,
Peptide, Analyte, Analytanaloge gehören, und diese Reagenzien können an
fluoreszierende Marker oder an feste Phasen gebunden werden oder
nicht.
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Das
Wechselspeichermedium ist unter Verwendung eines ROM-Chips oder
einer sonstigen Speichereinrichtung verwirklicht, die sich über eine Schnittstelle
an das Fluorometer anschließen
lässt, um
Bedienungsanweisungen sowie Eichkurven und Steuerungs- und Kalibrierungsdaten
zur Verfügung zu
stellen. Vorzugsweise ist die Speichereinrichtung an einem Träger angebracht,
der sich problemlos einsetzen und entfernen lässt, so dass sich eine Vielzahl
von Speichereinrichtungen, die spezielle Datensätze enthalten, ohne weiteres
austauschen lassen. Auf diese Weise kann das Fluoro meter leicht
programmiert und umprogrammiert werden, um unterschiedliche Untersuchungen
und Kalibrierungen durchzuführen.
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Darüber hinaus
kann das Wechselspeichermedium unter Verwendung eines austauschbaren Mediums
verwirklicht werden, z.B. durch eine Scheibe (CD/DVD) und ein Plattenlaufwerk.
Die CD/DVDe kann Testdatensätze
für eine
oder mehrere Arten von durchzuführenden
Untersuchungen enthalten. Die Testdatensätze können Untersuchungsanweisungen und
Eichkurven für
die Untersuchung sowie sonstige Programmdaten und Kalibrierungs-
und Steuerungsdaten für
das Gerät
beinhalten.
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Eine
Datenkommunikationsschnittstelle kann enthalten sein, um einen Datenaustausch
zwischen dem Fluorometer und einer oder mehreren anderen Vorrichtungen
zu erleichtern. Die Datenkommunikationsschnittstelle kann eine verdrahtete
oder drahtlose Schnittstelle beinhalten, die unmittelbare oder vernetzte
Datenkommunikationen ermöglicht. Die
Datenkommunikationsschnittstelle kann verwendet werden, um Testdatensätze herunterzuladen,
zu denen beispielsweise Testidentifikationen, Untersuchungsanweisungen
und Eichkurven, sowie sonstige Programmdaten und Kalibrierungs-
und Steuerungsdaten gehören.
Die Datenkommunikationsschnittstelle ist ferner dazu geeignet, dem
Fluorometer es zu ermöglichen,
Verarbeitungsaufgaben mit anderen Vorrichtungen, beispielsweise
mit einem Rechner oder einem anderen Prozessor, zu teilen. Eine
derartige Schnittstelle (ob verdrahtet oder drahtlos) kann beispielsweise
mittels einer RS-232-, Infrarot- oder Modemschnittstelle für eine unmittelbare
Verbindung, oder mittels einer Netzwerkschnittstelle für Netzwerkdatenaustausch
mit einem oder mehreren Prozessoren verwirklicht werden.
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In
einem operativen Szenario wird die Datenkommunika tionsschnittstelle
verwendet, um es einem Arzt oder einer sonstigen medizinischen Fachkraft
in einer Gesundheitseinrichtung (z.B. einer Arztpraxis, einer Klinik,
einem Untersuchungszentrum, einem Krankenhaus, oder einer sonstigen
Gesundheitsfürsorgestelle
oder Einrichtung) zu ermöglichen, mit
Blick auf die Auswahl der Untersuchungen, die an einem bestimmten
Patienten durchzuführen
sind, Untersuchungsanweisungen an das Fluorometer zu übermitteln.
Die Schnittstelle kann ferner verwendet werden, um Untersuchungsergebnisse
an eine Gesundheitseinrichtung weiterzuleiten, um eine medizinische
Fachkraft über
die Ergebnisse zu informieren. Untersuchungsergebnisse und eine
Liste ausgeführter
Untersuchungen können
für Zwecke
der Patientendiagnose, Datenaktualisierung, Gebührenverrechnung und für sonstige
Zwecke an vielfältige
Stellen übermittelt
werden.
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In
einem alternativen operativen Szenario kann ein Patient Tests zu
Hause durchführen,
und die Daten der Testergebnisse und Anweisungen können über die
Datenkommunikationsschnittstelle mit einer Gesundheitseinrichtung
ausgetauscht werden. In diesem Fall können die erforderlichen Untersuchungen
an Patienten, die eine häufige Überwachung
benötigen,
durchgeführt
werden, ohne dass diese sich für
jede erforderliche Untersuchung zu einer Gesundheitseinrichtung
begeben müssen,
wie es beispielsweise möglicherweise
im Falle von Patienten nötig ist,
die täglich
therapeutische Medikamente zu sich nehmen.
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In
noch einem weiteren operativen Szenario kann eine Fachkraft im Feldeinsatz
eine Wasser- oder Bodenkontamination erfassen und die Ergebnisse über ein
Mobiltelefon oder ein anderes Datenkommunikationsmedium an eine
Behörde übermitteln,
um diese über
den Fortschritt einer Dekontaminierungsmaßnahme zu informieren.
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Interne
Datenspeicher können
verwendet werden, um Pro grammanweisungen (einschließlich Untersuchungsanweisungen),
Eichkurven, Steuerungs- und Kalibrierungsdaten sowie andere während des
Betriebs des Fluorometers verwendete Daten zu speichern. Ein interner
Datenspeicher kann ferner Registerspeicherplatz für die Speicherung
von Operanden vorsehen. Interne Datenspeicher können beispielsweise mittels
RAM- oder DRAM-Technologie
oder einer sonstigen Arbeitsspeichertechnologie verwirklicht werden.
Plattenspeicherplatz oder sonstige Speicherräume können verwendet werden, um den
internen Datenspeicher mit Blick auf Kompromisse zwischen Speicherkosten
und Zugriffslatenzzeit zu ergänzen.
Ferner können
Cache-Technologien verwendet werden, um den Betrieb zu optimieren.
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Ein
Datenspeicher, ob intern oder austauschbar, kann verwendet werden,
um Testdaten zu speichern, die eine oder mehrere Untersuchungen betreffen,
die an einer oder mehreren Proben durchgeführt wurden oder durchzuführen sind.
Zu den Testdaten können
Daten gehören,
wie z.B. Patientenidentifikation und sonstige Patientendaten, Probenidentifikation,
Identifizierung einer oder mehrerer an der Probe durchgeführter Untersuchungen,
Datum und Uhrzeit der Durchführung
der Untersuchungen, Versuchsbedingungen, Testergebnisse, spezielle Daten
von Reagenzien, wie Stückzahlen
und Ablaufdatierungen, und sonstige relevante Daten. Die Testdaten
können
in einem Datensatz gespeichert werden, der sich mittels beispielsweise
der Patientenidentifikation oder einer anderen indizierenden Bezeichnung
mit einem Index versehen lässt.
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Vielfältige Benutzerschnittstellen
können vorgesehen
sein, um einem Benutzer die Bedienung zu erleichtern und die Handhabung
des Fluorometers zu verbessern. Eingabeschnittstellen können Dateneingabevorrichtungen
wie z.B. Tastatur, Tastenfeld, Touchscreen-Display, Maus, Spracherkennungseingabe
oder eine sonstige Dateneingabevorrich tung beinhalten. Zu Ausgabeschnittstellen
können
ein Bildschirm oder Monitor, Drucker, Lautsprecher oder eine sonstige
Ausgabeeinrichtung gehören.
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Der
Testmechanismus enthält
einen motorisch angetriebenen Mechanismus zum Transportieren der
Testvorrichtung in dem Fluorometer. Zu Beispielen eines solchen
motorisch angetriebenen Mechanismus gehören beispielsweise jene, wie
sie in der
US 5 458 852 und
der parallelen Patentanmeldung Nr. 08/458 276, mit dem Titel "Devices For Ligand
Receptor Methods" beschrieben
sind. Die Bewegung der Testvorrichtung in dem Fluorometer dient
dazu, die diagnostische Spur der Vorrichtung auf einen optischen
Block auszurichten, so dass ein oder mehrere fluoreszierende Bereiche
oder Zonen der Testvorrichtung gemessen werden können. Die Intensität oder das
Vorhandensein von Fluoreszenz in der diagnostischen Spur kennzeichnet
die Konzentration oder Anwesenheit eines Analyten in der Probe.
Der optische Block kann eine Lichtquelle, einen Detektor und eine
Optik beinhalten, die dazu dienen, die Probe anzuregen, bzw. die
Fluoreszenz der angeregten Probe zu erfassen. Die Probe kann auf
der Testvorrichtung angeordnet werden. Der Testvorrichtungsmechanismus
kann die Fähigkeit
vorsehen, die Testvorrichtung entlang des optischen Blocks zu bewegen,
so dass die Fluoreszenz eines oder mehrerer Bereiche auf der diagnostischen
Spur der Vorrichtung gemessen werden kann. Dementsprechend basiert
ein Vorteil darauf, das sich im Bedarfsfall verbesserte Testalgorithmen
für die
Messung der Fluoreszenz der Probe anwenden lassen.
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Ein
zusätzlicher
Vorteil ist, dass die Datenkommunikationsschnittstelle verwendet
werden kann, um den Anschluss des Fluorometers an Netzwerke, beispielsweise
einer Klinik oder einer sonstigen Gesundheitseinrichtung, oder an
sonstige Datennetzwerke zu ermöglichen,
wobei das Fluorometer in der Lage ist, für die Durchführung der
Untersuchungen möglicherweise
erforderliche Daten abzurufen und andere Daten einschließlich der
Testergebnisse herunterzuladen. Darüber hinaus kann die Datenkommunikationsschnittstelle
verwendet werden, um in Zusammenwirken mit dem Fluorometer mit einem
eigenständigen
Rechner, beispielsweise einem PC oder einem Büro- oder einem Behördenrechner verbunden
zu werden. In diesen Konfigurationen kann das Fluorometer die Verarbeitungs-
und Peripheriegerätekapazitäten des
eigenständigen
Rechners oder Netzwerkressourcen nutzen, um die eigenen Verarbeitungs-
und Schnittstellenkapazitäten
zu ergänzen.
In noch einer weiteren Konfiguration ist das Fluorometer in der
Lage, über
eine Schnittstelle Daten mit einem über eine Schnittstelle mit
einem Netzwerk verbundenen bestehenden Gerät auszutauschen, beispielsweise
einem in der Notfallabteilung oder Intensivstation einer Klinik
vorhandenen Gerät,
das Medikationen zur Verwendung für das Klinikpersonal ausgibt.
Ein Anschließen
des Fluorometers über
eine Schnittstelle an ein bestehendes Gerät weist Vorteile auf, insofern
als der Schnittstellencode des Fluorometers an das Gerät ein spezifischer
Code sein kann, wohingegen der Schnittstellencode des Geräts abhängig von
dem Standort des Geräts,
beispielsweise in unterschiedlichen Kliniken mit unterschiedlichen
Softwareschnittstellencodes, variiert werden kann.
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Beispielsweise
kann das Fluorometer als eine tragbare in der Hand zu haltende Testeinrichtungskomponente
betrieben werden, die zum Untersuchen von Blutproben dient. Die
tragbare, in der Hand zu haltende Einheit kann in diesem Falle über eine
Schnittstelle mit einen Rechner oder einem Rechnernetzwerk verbunden
werden, um Testergebnisse hochzuladen, oder um auf einfache Weise sonstige
im Zusammenhang mit der Untersuchung stehende Daten auszutauschen
und die Prozessorleistung des Rechners oder des Rechnernetzwerks für die Durchführung der
aktuellen Testdatenverarbeitung teilweise oder ganz zu nutzen. In
noch einem Ausfüh rungsbeispiel
lassen sich Testdatensätze
oder sonstige relevante Daten von der externen Instanz herunterladen,
um das Fluorometer mit einer Anleitung hinsichtlich der an einer
speziellen Probe durchzuführenden
Untersuchungen auszustatten. Diese Anleitung kann in Form von vollständigen Untersuchungsanweisungen
oder einfach als eine Identifizierung einer durchzuführenden
Untersuchung vorliegen, für
die die Anweisungen intern in dem Fluorometer gespeichert sind.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel
lassen sich die an ein Netzwerk ausgegebenen Daten in Echtzeit nutzen,
um Notfallpatienten zu diagnostizieren und zu behandeln.
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Auf
der Testvorrichtung kann ein codiertes Etikett, beispielsweise ein
Strichcodeetikett oder ein Magnetstreifen, vorgesehen sein, um ein
Codieren von Proben-, Untersuchungs- oder Reagensdaten zu ermöglichen.
Probendaten können
beispielsweise eine Identifizierung der Probe und des Probentyps, eine
Identifizierung des Patienten, von dem die Probe abgenommen wurde,
eine Kennzeichnung der einen oder mehreren an der Probe durchzuführenden
Untersuchungen, sowie sonstige Daten beinhalten. Reagensdaten können den
Typ der Reagenzien in einer Vorrichtung, artikelspezifische Daten,
z.B. Kalibrierungs- und Verfallsdaten beinhalten. Sobald eine Probe
einwandfrei etikettiert ist, ist keinerlei manueller Eingriff des
Benutzers zur Eingabe dieser Daten mehr erforderlich. In voll automatisierten
Anordnungen werden diese Daten gemeinsam mit Testergebnissen und
anderen relevanten Daten gespeichert, um einen genauen Datensatz
der Untersuchungen und der Testergebnisse zu erzeugen und zu aktualisieren.
Auf diese Weise wird die Wahrscheinlichkeit für Bedienungsfehler hinsichtlich
einer irrtümlichen Identifizierung
einer Probe oder einer sonstigen fehlerhaften Eingabe von untersuchungsrelevanten
Daten auf ein Minimum reduziert. Darüber hinaus können Testergebnisse
und andere die Untersuchung betreffende Daten automatisch gemeinsam
mit der Patientenidentifikation und sonstigen zugeordneten Daten
gespeichert werden, so dass auf Daten für einen Patienten problemlos
zugegriffen werden kann.
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Ein
Codierer, beispielsweise ein Magnetstreifencodierer, kann in dem
Gerät genutzt
werden, um Daten auf einer Testvorrichtung zu codieren. Beispielsweise
können
Patientendaten, die beispielsweise die Patientenidentifiktationsnummer,
durchzuführende
Untersuchungen und dergleichen betreffen, über das Tastenfeld des Geräts oder über einen
zentralisierten Rechner eingegeben werden, der die Daten auf das
Fluorometer herunterlädt.
Der Codierer zeichnet die Daten auf der Testvorrichtung auf, so dass
ein Lesegerät,
wenn der Benutzer die Testvorrichtung in das Fluorometer einführt, die
auf der Testvorrichtung aufgezeichneten Daten ausliest und die Testergebnisse
mit den codierten Daten zusammenführt. Die zusammengeführten Daten
können
in dem Fluorometer gespeichert werden und für eine Echtzeit- oder für eine spätere Analyse
an ein Netzwerk übermittelt
werden.
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Die
interne Datenspeicherung kann vorgesehen sein, so dass Patientendaten
und Testergebnisse in Form eines Anamneselogbuchs verfolgt werden können. Beispielsweise
kann im Falle eines tragbaren in der Hand zu haltenden Geräts ein Benutzer oder
eine Fachkraft in einem vorgegebenen Zeitintervall mehrere Blutproben
testen. Die Testergebnisse können
gemeinsam mit der Identifizierung des Patienten in der lokalen Datenbank
gespeichert werden, so dass ein Anamneselogbuch über Untersuchungen und Testergebnissen
geführt
wird. Dieses Anamneselogbuch kann dann über die Datenkommunikationsschnittstelle
heruntergeladen oder auf auswechselbaren Medien gespeichert werden.
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In
Fern- oder in Daheimanwendungen kann die Identifizierung des Patienten
auf einer (als ANI, Automatic Number Identification, bezeichneten)
automatischen Nummernidentifizierung basieren. In diesem Fall wird,
wenn das Fluorometer des Patienten die entfernt angeordnete Gesundheitseinrichtung über ein
Telefonnetz anwählt,
das durch das Telefonnetz übermittelte
ANI-Signal von der Einrichtung verwendet, um den Patienten, von
dem die Datenübertragung
ausgegangen ist, zu identifizieren. Die ANI kann anstelle oder zusätzlich zu
einer auf dem codierten Label basierenden Identifizierung des Patienten
verwendet werden, um eine Gegenprüfung hinsichtlich potentieller
Identifizierungsfehler zu ermöglichen.
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Weitere
Merkmale und Vorteile der Erfindung sowie die Konstruktion und die
Arbeitsweise vielfältiger
Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind im Einzelnen anhand der beigefügten Zeichnungen
im folgenden erläutert.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 zeigt
schematisch ein Beispiel einer funktionalen Architektur eines Fluorometers.
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2 veranschaulicht
ein operatives Szenario des Fluorometers im Allgemeinen.
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3 zeigt
schematisch ein Beispiel einer funktionalen Architektur des Testvorrichtungsmechanismus.
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4 veranschaulicht
in einem Diagramm eine exemplarische Verwirklichung des Fluorometers im
Zusammenhang mit einer Gesundheitseinrichtung.
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5 zeigt
schematisch veranschaulichend ein operatives Szenario des Fluorometers
in Verbindung mit einer Gesundheitseinrichtung.
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6 veranschaulicht
in einem Diagramm eine exemplarische Verwirklichung des Fluorometers in
Verbindung mit einem gesonderten Rechner.
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7 veranschaulicht
schematisch ein Verfahren zum Testen mehrere Probenbereiche.
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8 veranschaulicht
schematisch ein Verfahren zum Eliminieren eines Hintergrundsignals
aus den Testergebnissen.
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9 zeigt
schematisch veranschaulichend ein Beispiel von Fleckorten bezogen
auf die Signalfeldstärke.
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10 veranschaulicht
schematisch ein Verfahren zum Integrieren einer Fluoreszenzintensität über den
Testbereich.
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11 zeigt
schematisch veranschaulichend ein optisches Paket, das verwendet
wird, um die Probe anzuregen und das Signal entgegenzunehmen.
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12, die 12A und 12B enthält, veranschaulicht
schematisch eine exemplarische Verwirklichung eines Chipträgers, gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der Erfindung.
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13 zeigt
schematisch veranschaulichend ein Ausführungsbeispiel einer Vorderkante des
in 12 dargestellten Chipträgers mehr
im Einzelnen.
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14 veranschaulicht
in einem Diagramm eine exemplarische Verwirklichung eines an einer
gedruckten Leiterplatte angebrachten ROM-Chips.
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15 zeigt
schematisch veranschaulichend eine Schnittansicht eines Schlitzes
und einer Nase.
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16 veranschaulicht
in einem Blockdiagramm ein exemplarisches Rechnersystem, in dem Elemente
und Funktionalität
der Erfindung durchgeführt
sind.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft die Durchführung von Fluoreszenzmessungen,
einschließlich einer
Verbesserung der Funktionalität. 1 zeigt schematisch
veranschaulichend ein funktionelles Blockdiagramm eines verbesserten
Fluorometers. 1 veranschaulicht Beispiele
der Funktionalitäten, die
im Zusammenhang mit dem automatisierten Fluorometer mit Blick auf
ein Beispiel einer physikalischen Architektur, nämlich einen zentralen Bus,
verwendet werden können.
Nach dem Lesen dieser Beschreibung wird es für einen durchschnittlich ausgebildeten
Fachmann klar sein, wie sich eine beliebige oder sämtliche
der beschriebenen Funktionalitäten mittels
einer oder mehrerer alternativer Architekturen verwirklichen lassen.
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Zu
dem in 1 veranschaulichten verbesserten Fluorometer gehören: ein
Prozessor 104, eine Spannungsquelle 108, eine
Benutzerschnittstelle 112, ein Arbeitsspeicher 116,
eine Datenkommunikationsschnittstelle 120, eine Testvorrichtung 124,
eine Speichervorrichtung 128 und Wechselspeichermedien.
In dem in 1 veranschaulichten Beispiel
gehören
zu den auswechselbaren Medien ein ROM-Chip 136 und ein
ROM-Chip-Stecksockel 132 sowie ein CD-Laufwerk 138.
Jede beliebige oder sämtliche
dieser Funktionalitäten
können
abhängig
von der speziellen Anwendung im Zusammenhang mit einem verbesserten
Fluorometer enthalten sein.
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Der
Prozessor 104 steuert den Betrieb des Fluorometers und
ermöglicht
außerdem
eine Steuerung der vielfältigen
Funktionalitäten,
die mit dem Fluorometer bereitgestellt sind. Der Prozessor 104 kann
ein zentraler Prozessor sein, der die Funktionalität über eine
Busarchitektur oder eine sonstige Datenkommunikationsschnittstelle
steuert. Alternativ kann der Prozessor 104 beispielsweise
durch Verteilung der Verarbeitungsfunktionen auf eine oder mehrere
der vielfältigen
Komponenten verwirklicht werden, die verwendet werden, um die Funktionalitäten des
Fluorometers durchzuführen.
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Die
Spannungsquelle 108 dient dazu, die erforderliche Stromversorgung
für das
Fluorometer und seine Komponenten bereitzustellen. Die Spannungsquelle 108 kann
durch Akkumulatoren/Batterien, Solarzellen, zum Umspannen einer
Wechselstromquelle dienende Transformatoren oder durch sonstige Techniken
verwirklicht werden, die den Komponenten geeignete Leistungspegel
liefern. In einem Ausführungsbeispiel
ist die Spannungsquelle 108 durch Akkumulatoren, beispielsweise
NiCad- oder Nickel-Metallhydridakkumulatoren verwirklicht, die mit einem
Ladegerät
wiederaufgeladen werden können, das
an die Wechselspannung einer herkömmlichen Steckdose angeschlossen
werden kann. Die Verwendung von Akkumulatoren stellt eine praktikable Energiequelle
für tragbare
Anwendungen dar.
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Die
Benutzerschnittstelle 112 stellt eine oder mehrere Vorrichtungen
zur Verfügung,
durch die ein Benutzer in der Lage ist, Daten mit einem Fluorometer
auszutauschen. Die Benutzerschnittstelle 112 kann ein Tastenfeld 162,
ein Display 164 und einen Drucker 166 enthalten.
Zusätzliche
oder alternative Schnittstellen können vorgesehen sein, beispielsweise
eine Tastatur, eine Maus, ein Trackball, ein Touchscreen-Display
oder sonstige Benutzerschnittstelleneinrichtungen.
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Das
Tastenfeld 162 kann ein kleines alphanumerisches Tastenfeld
sein, das für
den Benutzer Eingabetasten bereit hält, um das Steuern der Funktionalität des Fluorometers
zu erleichtern. Das Tastenfeld 162 kann auch Spezialfunktionstasten
aufweisen, um Vorgänge
mit einem einzigen Tastendruck ausführen zu können. Die Funktionstasten können in
Abhängigkeit
von der Anwendung für
eine Durchführung
spezifizierter Funktionen oder Anwenderprogramme vorprogrammiert
sein. Das Display 164 kann mittels einer Reihe unterschiedlicher
Displaygeräte
verwirklicht werden, beispielsweise durch ein kleines monochromatisches
LCD-Display. Ein kleines LCD-Display ist im Falle von tragbaren
Anwendungen bevorzugt, da es einfach abzulesen ist und wenig Strom
verbraucht. Für
standortfeste Anwendungen kann das Display 164 beispielsweise durch
ein CRT- oder ein Farb-LCD-Display verwirklicht werden.
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Desgleichen
kann der Drucker 166 unter Verwendung einer Vielfalt von
unterschiedlichen Drucktechniken verwirklicht werden. Beispielsweise
kann der Drucker 166 in der tragbaren Anordnung durch einen
kleinen Thermodrucker verwirklicht werden, wie er beispielsweise
bei Taschenrechnern oder kleinen Addiermaschinen anzutreffen ist.
Für standortfeste
Anwendungen oder im Falle von Anwendungen, in denen ein tragbarer
Fluorometer sich zugunsten der Mobilität von dem Drucker abtrennen
lässt,
ist es möglich
größere Drucker
zu verwenden.
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Der
Arbeitsspeicher 116 wird verwendet, um Speicherraum für Programmdaten
oder für
sonstige von dem Prozessor 104 während des Betriebs verwendete
Daten bereitzustellen. Der Arbeitsspeicher 116 kann durch
vielfältige
RAM- oder ROM-Arbeitsspeichereinrichtungen verwirklicht werden.
Der Arbeitsspeicher 116 kann beispielsweise verwendet werden,
um Bedienungsanweisungen zu speichern, und um Arbeitsspeicherregister
für den
Betrieb und die Speicherung bereitzustellen. Der Arbeitsspeicher kann
ferner in Verbindung mit einer Speichervorrichtung 128,
beispielsweise einer Plattenspeichervorrichtung verwendet werden.
Die Speichervorrichtung 128 kann auch verwendet werden,
um Programmanweisungen, Steuerungs- und Eichkurven, operative Daten,
Anamneselogbücher
und sonstige Daten zu speichern, die möglicherweise auf Wunsch in
dem Fluorometer gespeichert werden sollen. Vorzugsweise dient die
Speichervorrichtung 128 zum Speichern großer Datenmengen,
und der im Allgemeinen kostspieligere jedoch schnellere Arbeitsspeicher 116 dient
lediglich zum Speichern von Daten, auf die häufiger oder rascher zugegriffen
werden muss. Ein Cache-Speicher kann vorgesehen sein, um im Zusammenwirken
Latenzzeiten zu minimieren, die mit dem Abrufen häufig verwendeter
Daten aus der Speichervorrichtung 128 auftreten.
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Der
ROM-Chip-Stecksockel 132 kann enthalten sein, um ein Schnittstellenmittel
vorzusehen, durch das sich ein ROM-Chip 136, der Programmanweisungen,
Eichkurven, Steuerungsdaten oder sonstige Daten enthält, mit
dem Fluorometer verbinden lässt.
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Die
Datenkommunikationsschnittstelle 120 kann vorgesehen sein,
um es dem Fluorometer zu ermöglichen,
Daten mit vielfältigen
externen Vorrichtungen auszutauschen. In Abhängigkeit von den gewünschten
Anwendungen und der Umgebung, in der das Fluorometer verwendet wird,
können
vielfältige alternative
Datenkommunikationsschnittstellen vorgesehen sein. Die Datenkommunikationsschnittstelle 120 kann
verwirklicht werden, um verdrahtete und/oder drahtlose Schnittstellen
aufzuweisen, beispielsweise eine RS-232-Schnittstelle, eine Infrarotschnittstelle,
eine HF-Schnittstelle, eine Netzwerkschnittstelle oder eine sonstige
für die
betreffende Anwendung geeignete Datenkommunikationsschnittstelle.
Durch den Einsatz der Datenkommunikationsschnittstelle 120 ist
das Fluorometer in der Lage, mit anderen Instanzen Daten, wie z.B.
Testergebnisse, Untersuchungsstatistiken und andere Daten, gemeinsam
zu nutzen, sowie Daten und Befehle von externen Instanzen entgegenzunehmen.
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Der
Testvorrichtungsmechanismus 124 wird verwendet, um die
Fluoreszenzmessungen an der Probe durchzuführen, um die Anwesenheit oder
Konzentration eines oder mehrerer Analyte abzuklären. Der Testvorrichtungsmechanismus 124 kann
ein Scheibermechanismus sein, der dazu dient, eine kleine tablettartige
Vorrichtung, beispielsweise eine Testvorrichtung entgegenzunehmen.
Der Testvorrichtungsmechanismus 124 enthält die optischen Komponenten,
die benötigt
werden, um die Fluoreszenzmessungen durchzuführen, sowie einen Schlitten,
auf dem die Testvorrichtung gleitet, um die zu testenden Bereiche
an der richtigen Stelle zu positionieren, so dass die Fluoreszenz
reproduzierbar gemessen werden kann. Der Mechanismus kann motorisch
angetrieben sein, so dass es möglich
ist, die Testvorrichtung automatisch zu beladen und aus dem Fluorometer
auszuwerfen, sowie während
eines Tests bezüglich
der Optik zu positionieren. In dieser Anordnung wird die Testvorrichtung
in dem Schlitten entlang eines Pfades bewegt, der die Optik aufweist, die
verwendet wird, um die Probe anzuregen und die Fluoreszenz zu erfassen.
Der Pfad, auf dem die in der Testvorrichtung vorhandene Fluoreszenz
gemessen wird, wird als die diagnostische Spur der Vorrichtung bezeichnet.
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Sämtliche
für die
Bedienung des Fluorometers erforderlichen Daten und Befehle können auf dem
ROM-Chip 136 gespeichert sein. In diesem Fall besteht wenig
oder gar kein Bedarf nach durch den Arbeitsspeicher 116 und
die Speichervorrichtung 128 bereitzustellenden Funktionalitäten. Mit
anderen Worten, es stehen in diesem Fall sämtliche der Arbeitsspeicheranforderungen
des Fluorometers durch den ROM-Chip 136 zur
Verfügung.
In alternativen Anordnungen werden die Arbeitsspeicheranforderungen
von einer beliebigen oder von sämtlichen
dieser Speichervorrichtungen gemeinsam ver wendet oder auf diese
verteilt.
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Ein
austauschbares Speichermedium, beispielsweise der ROM-Chip 136 oder
eine Scheibe/Platte in dem Plattenlaufwerk 138 kann verwendet werden,
um dem Fluorometer Bedienungsanweisungen zur Verfügung zu
stellen. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist diese Speichereinrichtung ein
ROM-Chip 136. Die Funktionalität des Fluorometers ist mit
Blick auf diese bevorzugte Anordnung beschrieben. Nach dem Lesen
dieser Beschreibung wird es für
einen durchschnittlich ausgebildeten Fachmann klar sein, wie sich
ein wechselspeichermedium auch mittels anderen Speichervorrichtungen verwirklichen
lässt.
Zusätzlich
zu den Bedienungsanweisungen kann der ROM-Chip 136 ferner
verwendet werden, um dem Fluorometer andere relevante Daten, die
zum Steuern und Kalibrieren des Fluorometers dienen, sowie Eichkurven
zum Durchzuführen
der vielfältige
Untersuchungen zur Verfügung
zu stellen. Vorzugsweise enthält
der ROM-Chip 136 Testsoftware, die dazu dient, um einen
oder mehrere Tests durchzuführen.
Beispielsweise kann eine Testsoftware Programmanweisungen beinhalten,
die dazu dienen, das Fluorometer anzuweisen, einen oder mehrere
fluorometrische Tests an einer Probe durchzuführen. In Abhängigkeit
von auf dem ROM-Chip verfügbaren
Arbeitsspeicherplatz und von dem Umfang der Testsoftware können eine
oder mehrere Tests mittels eines einzigen ROM-Chips 136 vorgesehen
sein.
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Bei
einer Anordnung ist jeder unterschiedliche Typ eines Tests bzw.
Untersuchung auf jeweils einem ROM-Chip vorgesehen. In dieser Anordnung wird
der ROM-Chip 136 in dem Sockel 132 jedesmal, wenn
die Durchführung
eines anderen Typs einer Untersuchung gewünscht ist, durch den die gewünschte Testsoftware
enthaltenden passenden ROM-Chip 136 ersetzt. Vorzugsweise
können
die Testsoftware und zugeordnete Kalibrierungs- und Steuerungsdaten,
sowie Software für
mehrere Untersuchungen auf einem einzigen ROM-Chip 136 vor gesehen
sein. Vorzugsweise lässt
sich der Bedarf des Austauschens von ROM-Chips 136 auf
ein Minimum reduzieren. Vorzugsweise wird die Software des ROM-Chips 136 auf
das Fluorometer heruntergeladen, so dass von dem Fluorometer auf
eine Anzahl von Tests zugegriffen werden kann, ohne den ROM-Chip 136 auszutauschen.
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In
Fällen,
in denen mehrere Tests auf einem einzelnen Chip vorgesehen sein
können,
ist es möglich, über die
Benutzerschnittstelle 112, oder von fern her über die
Datenkommunikationsschnittstelle 120 oder mittels auf der
Testvorrichtung vorhandener Strichcodedaten eine durch den Benutzer
definierte Wahl unter jenen Tests zu treffen. Eine wichtige Funktionalität, die ebenfalls
durch den ROM-Chip 136 vorgesehen sein kann, ist, dass
unterschiedliche Tests auf unterschiedlichen ROM-Chips vorgesehen sein
können,
so dass sich eine "erneute
Programmierung" des
Fluorometers durch ein einfaches Austauschen des ROM-Chips 136 erreichen
lässt,
um eine Vielzahl unterschiedlicher Tests durchzuführen.
-
Der
ROM-Chip 136 kann ferner Eichkurven enthalten, die zum
Durchführen
des gewünschten Tests
dienen. Da unterschiedliche Tests gewöhnlich unterschiedliche Eichkurven
verwenden, sind in einem Ausführungsbeispiel
die Eichkurven gemeinsam mit der Testsoftware auf dem ROM-Chip 136 vorgesehen.
Der ROM-Chip 136 kann ferner Steuerungs- und Kalibrierungsdaten
zum Kalibrieren des Fluorometers mittels Prüflösungen enthalten. Da Prüf- und Kalibrierungsdaten
sich abhängig
von dem durchgeführten
Test ändern
können,
können
diese Daten mit jedem ROM-Chip 136 zusammen zur Verfügung gestellt
werden, so dass sich das Fluorometer für eine Durchführung des
gewünschten
Tests einwandfrei konfigurieren und kalibrieren lässt.
-
ROM-Chips 136,
die gerätespezifische,
testspezifische und kalibrierungsspezifische Daten enthalten, können gleichartig
oder verschieden sein. Vorzugsweise werden spezifische Chips verwendet, um
eine spezifische Funktionalität
vorzusehen. Im folgenden werden Beispiele dieser Funktionalität beschrieben.
Eine gerätespezifische
operative Software für
einen oder mehrere Tests befindet sich auf einem einzelnen ROM-Chip 136,
der als ein Programm-ROM-Schlüssel bezeichnet
wird. Ein als ein Reagenscodechip bezeichneter Chip stellt testspezifische
Daten zur Verfügung,
zu denen Kalibrierungsdaten für
einen oder mehrere Tests und Gruppen von Tests gehören. Prüflösungsdaten,
zu denen Konzentrationen und Bereiche von Analyten und eine Verfallsdatierung
der Lösungen
gehören,
befinden sich auf einem weiteren, als QC-Probencodechip bezeichneten
ROM-Chip 136. Kalibrierlösungsdaten, zu denen Konzentrationen
und Bereiche von Analyten und eine Verfallsdatierung der Kalibrierlösung gehören, befinden
sich auf einem weiteren, als Kalibrierungscodechip bezeichneten
ROM-Chip 136. Daten, die sich auf die Zugriffsrechte eines
Benutzers beziehen, Fluorometerparameter zu ändern, wie das Hinzufügen und
Löschen
von Benutzerpasswörtern,
normale Bereiche für
die gemessenen Analyte, Häufigkeiten
des Messens von Prüflösungen und
des QC-Simulators, und dergleichen, befinden sich auf noch einem
weiteren ROM-Chip 13, der als Überwachercodechip bezeichnet
wird. Darüber
hinaus befinden sich Daten, die sich auf durch einen QC-Simulator
gemessene Soll-Werte beziehen, auf noch einem weiteren, als Instrumentenvalidierungscodechip
bezeichneten ROM-Schlüssel 136.
-
2 veranschaulicht
in einem operativen Flussdiagramm einen Betrieb des Fluorometers
im Allgemeinen. In Schritt 204 wird Software geladen, um
den gewünschten
Test durchzuführen.
In einer Anordnung wird, wie oben beschrieben, ein ROM-Chip oder
eine Speichereinrichtung 136 in den Sockel 132 eingesetzt,
wobei der ROM-Chip 136 die Software für den durchzuführenden
Test aufweist. Alternativ kann die Testsoftware über die Datenkommunikationsschnittstelle 120,
das Plattenlaufwerk 138, den ROM-Chip 136, die
Speichervorrichtung 128 oder eine sonstige Schnittstelle
geladen werden. Das Laden kann das Übertragen eines beliebigen oder
sämtlicher
Befehle und Daten in den internen Arbeitsspeicher 116 oder
in. den Speicher 128 beinhalten, oder kann einfach ein
Verfügbarmachen
dieser Befehle und Daten für
den Prozessor 104 über
einen Zugriff auf die verwendete Vorrichtung oder Schnittstelle
beinhalten.
-
Für einen
neuen Typ eines Tests, oder während
eines Tests in periodischen Zeitintervallen, kann es erwünscht sein,
das Fluorometer zu kalibrieren. Dementsprechend wird das Fluorometer
in einem Schritt 208 kalibriert. Wie oben offenbart, kann
die Kalibrierung mittels einer Kalibrierungssoftware mittels geprüften Prüflösungen ausgeführt werden.
In einer Anordnung wird eine als ein QC-Simulator bezeichnete Testvorrichtung,
die einen oder mehrere fluoreszierende Bereiche aufweist, in das
Fluorometer eingeführt.
Der Fluoreszenzwert des QC-Simulators ist ein bekannter Wert, der über einen ROM-Schlüssel oder
einen Strichcode auf der Testvorrichtung in den Fluorometer geladen
werden kann. Bei einer anderen Anordnung befindet sich in dem Fluorometer
ein als ein interner Kalibrator bezeichneter fluoreszierender Chip,
der vor jeder Messung einer Testvorrichtung durch das Fluorometer gelesen
wird. Die Intensität
der Fluoreszenz des internen Kalibrators ist ein bekannter Wert.
-
In
Schritt 212 wird eine Testvorrichtung zusammen mit einer
zu untersuchenden Probe in das Fluorometer geladen. In einer Anordnung
wird dies durch Einführen
einer Testvorrichtung erreicht, die die Probe in den Testvorrichtungsmechanismus 124 aufnimmt.
In einer Anordnung wird ein Strichcodesymbol oder ein sonstiges
codiertes Etikett verwendet, um eine Identifizierung der zu untersuchenden
Probe zu ermöglichen.
In dieser Anordnung wird das codierte Etikett durch das Fluorometer
gelesen, so dass sich die Testergebnisse mit der speziellen getesteten
Probe korrelieren oder später
zuordnen lassen. Zu Beispielen eines codierten Etiketts können ein
Strichcodesymbol, ein codierter Magnetstreifen, eine Zeichenkennzeichnung,
die durch ein optisches Zeichenlesegerät gelesen werden kann, oder ein
mittels irgendeiner sonstigen Codierungstechnik hergestelltes Etikett
gehören.
-
In
Schritt 216 wird die Probe getestet. Zu testende Proben
können
beispielsweise gehören:
ein biologisches Fluid, wie z.B. Blut, Serum, Plasma, Urin; ein
Fäkalextrakt
und dergleichen; eine Umweltprobe, beispielsweise Wasser, eine Bodenprobe,
eine Chemikalie und dergleichen; oder ein Extrakt eines Nahrungsmittelprodukts.
Das Testen wird gemäß den Befehlen
durchgeführt,
die durch die in Schritt 204 geladene Software zur Verfügung gestellt
sind. Wenn eine Testvorrichtung als Träger für die Probe verwendet wird,
können
vielfältige
Testtechniken verwendet werden, um die Testergebnisse zu optimieren.
Beispiele solcher Techniken, die sich auf immunologische Reaktionen
beziehen, sind in Principles and Practice of Immunoassay, C.P. Price
und D.J. Newman, Macmillian Reference Ltd., 1997, und in den US-Patenten
5 028 535, 5 089 391, 5 143 852, 5 458 852, 5 480 792 und 5 525
524 beschrieben. Eine bevorzugte Anordnung wird in Verbindung mit
einem motorisch angetriebenen Testvorrichtungsmechanismus 124 verwendet,
um das Testen einer Vielzahl von Bereichen oder Regionen von Proben
auf einer Testvorrichtung zu ermöglichen.
-
In
Schritt 220 werden die Ergebnisse des Tests ausgegeben.
Die Testergebnisse können
auf dem Drucker 166 ausgedruckt, auf dem Display 164 abgebildet,
in einem lokalen Speicher oder einer Speichervorrichtung innerhalb
des Fluorometers gespeichert, auf ein Medium, beispielsweise eine Scheibe
in dem Plattenlaufwerk 138, geschrieben oder über die
Datenkommunikationsschnittstelle 120 an eine externe Instanz übermittelt
werden. Vorzugsweise werden die Testergebnisse zusammen mit der mittels
des codierten Etiketts erlangten Identifizierung der Probe auf einem
Display wiedergegeben, ausgedruckt, gespeichert oder übermittelt,
so dass sich die Testergebnisse zu jedem Zeitpunkt der richtigen
Probe zuordnen lassen. Der Einsatz eines codierten Etiketts trägt auf diese
Weise dazu bei zu gewährleisten,
dass die Testergebnisse immer der richtigen Probe zugeordnet werden.
-
3 veranschaulicht
in einem Diagramm eine exemplarische Verwirklichung eines Testvorrichtungsmechanismus
oder eines Testvorrichtungsantriebs. Zu dem veranschaulichten Testvorrichtungsantrieb
gehören
eine Antriebselektronik 304, ein Positionscodierer 308 und
ein Codeetikettenlesegerät 312,
beispielsweise ein Strichcode-Lesegerät. In einer Anordnung gehören zu der
Antriebselektronik 304 ein Motor zum Positionieren der
Testvorrichtung und ein Motorcontroller zum Steuern des Motors.
Ein Friktionsantrieb, ein Zahnradantrieb oder ein sonstiger Mechanismus
können
verwendet werden, um die Drehung des Motors in eine Translationsbewegung der
Testvorrichtung umzusetzen. Die Antriebselektronik 304 wird
dementsprechend verwendet, um die Testvorrichtung zu laden und auszuwerfen,
sowie um die Testvorrichtung relativ zu der Optik des Fluorometers,
beispielsweise entlang der diagnostischen Spur, zu positionieren.
In dieser Anordnung wird die Testvorrichtung relativ zu einer stationären Optik
bewegt. In alternativen Anordnungen kann anstelle der Testvorrichtung
oder zusätzlich
zu dieser die Optik bewegt werden.
-
Der
Positionscodierer 308 wird verwendet, um die Position der
Testvorrichtung innerhalb des Testvorrichtungsantriebs 300 zu
bestimmen. Der Positionscodierer 308 kann Daten über die
Position von der Testvorrichtung selbst gewinnen, beispielsweise durch
Erfassen eines codierten Labels auf der Testvorrichtung. Alternativ
kann der Positionscodierer 308 die Position der Testvorrichtung
basierend auf der durch den Motor hervorgerufenen Drehung der Antriebswelle
mittels hinlänglich
bekannter Codiertechniken bestimmen. Ein Codiervorrichtungslesegerät 312 wird
verwendet, um das auf der Testvorrichtung vorgesehene codierte Etikett
zu lesen. In einer Anordnung ist das Codeetikettenlesegerät 312 ein Strichcode-Lesegerät, das ein
auf der Testvorrichtung angebrachtes Strichcodeetikett liest. Alternative Anordnungen
können
beispielsweise ein Magnetstreifenlesegerät, ein induktives Lesegerät, oder
eine optische Zeichenerkennungsvorrichtung beinhalten. Ein Codeetikettenlesegerät 312 erfasst
die Codeetikettdaten anhand des auf der Testvorrichtung vorhandenen
Labels und gibt diese Daten an den Prozessor 104 aus. Die
codierten Daten können
Daten wie z.B. eine Patientenidentifikationsnummer, eine Identifizierung
des an der Probe durchzuführenden Tests,
eine Identifizierung des Probentyps oder sonstige geeignete oder
relevante Daten beinhalten. Diese Daten können dazu verwendet werden,
um die Testergebnisse zu protokollieren, sowie um den Typ des ausgeführten Tests
oder die verwendeten Testparameter zu überprüfen.
-
In
einer Anordnung werden die Antriebselektronik 304 und der
Positionscodierer 308 verwendet, um das Positionieren der
Testvorrichtung zu steuern/regeln, sowie um die Testvorrichtung
während
eines Tests neu zu positionieren, so dass mehrere Regionen der Testvorrichtung
getestet werden können. Diese
Fähigkeit,
die Testvorrichtung so zu positionieren, dass vielfältige Abschnitte
der Probe getestet werden können,
ermöglicht
ein Verwenden verbesserter Testalgorithmen, um zu verbesserten Testergebnissen
zu gelangen. Ein Beispiel verbesserter Testprogrammroutinen, die
in Fällen
verwendet werden können,
in denen unterschiedliche Regionen einer Testvorrichtung getestet
werden, ist in den parallelen Patentanmeldungen mit der Anmeldungsnummer
08/311 098 und dem Titel "Fluorescence
Energy Transfer and Intramolecular Energy Transfer in Particles
Using Novel Compounds" und
der Anmeldungsnummer 08/409 298, ebenfalls mit dem Titel "Fluorescence Energy
Transfer and Intramolecular Energy Transfer in Particles Using Novel
Compounds", des
gemeinsamen Inhabers erschöpfend beschrieben.
-
4 zeigt
in einem Blockdiagramm eine exemplarische Verwirklichung eines Fluorometers 100, das
zum Datenaustausch mit einem Datensystem 408 verwendet
wird, um fluorometrische Tests durchzuführen. Wie oben beschrieben,
kann eine Datenkommunikationsschnittstelle 120 vorgesehen
sein, um dem Fluorometer 100 zu ermöglichen, Daten mit externen
Instanzen, beispielsweise einem Kliniknetzwerk, einer Arztpraxis,
einer Untersuchungsklinik, anderen Laborrechnern oder sonstigen
maßgebenden
Instanzen auszutauschen. Um die Einsatzfähigkeit der Datenkommunikationsschnittstelle
zu veranschaulichen, wird nun ein einfaches exemplarisches Szenario
beschrieben. In diesem exemplarischen Szenario ist die externe Instanz
ein für
Gesundheitsfürsorge
verwendetes Datensystem 408 beispielsweise ein Klinikdatensystem,
auf das durch einen Arzt oder eine sonstige medizinische Fachkraft
zugegriffen werden kann, um Tests für einen Patienten anzufordern
und diesen behandeln.
-
In
dem in 4 veranschaulichten Beispiel ist das Datensystem 408 konfiguriert,
um ein Dateneingabeterminal 462 und eine Datenspeichervorrichtung 464 zu
enthalten. Nach dem Lesen dieser Beschreibung wird es für einen
Fachmann klar sein, wie das Datensystem 408 unter Verwendung
alternativer Architekturen verwirklicht werden kann. In einem exemplarischen
Szenario wird dem Patienten eine Blutprobe abgenommen. Die das Blut
enthaltenden Phiolen werden mit einer Identifizierung des Patienten etikettiert
und an das Labor versandt, das dann die fluorometrischen Tests durchführt. Die
Fachkraft in dem Labor nimmt die Blutprobe entgegen, bereitet die
Testvorrichtung vor und ordnet das codierte Identifikationslabel 412 auf
der Testvorrichtung an. Das Identifikationslabel 412 identifiziert
die Testvorrichtung als dem Patienten zugeordnet, von dem die Probe
entnommen wurde. Das Identifikationslabel 412 kann durch
die Laborfachkraft erzeugt werden oder von den empfangenen Phiolen übernommen
werden.
-
5 veranschaulicht
in einem operativen Flussdiagramm ein exemplarisches Verfahren,
durch das die Probe in einer automatisierten Weise getestet werden
kann, wobei das Fluorometer 100 über die Datenkommunikationsschnittstelle 120 mit
dem Datensystem 408 Daten austauscht. In Schritt 502 wird eine
Testvorrichtung mit einer Probe vorbereitet und mit einem codierten
Etikett versehen. In Schritt 504 wird die vorbereitete
Probe, d. h. eine Testvorrichtung, der die Probe hinzugefügt wurde,
in das Fluorometer 100 geladen. In einer Anordnung ist
die Testvorrichtung eine Kassette oder ein tablettartiger Behälter. Die
Testvorrichtung weist ein codiertes Identifikationsetikett 412,
das beispielsweise eine Identifizierung des Patienten, von dem die
Probe abgenommen wurde, und eine Angabe über den oder die auszuführenden
Tests vorsehen und zusätzliche
für die spezielle
Anwendung wichtig erscheinende Daten enthalten kann. Beliebige benötigte zusätzliche
Daten können
durch die medizinische Fachkraft über die Benutzerschnittstelle 112 heruntergeladen
oder eingegeben werden.
-
Vorzugsweise
ermöglicht
das codierte Identifikationsetikett 412 eine Identifizierung
des Typs eines Tests, der gerade durchgeführt wird, beispielsweise eines
Tests zum Bewerten des Zustands eines Patienten hinsichtlich einer
myokardialen Infarktbildung. In dieser bevorzugten Anordnung gibt
die Laborfachkraft über
das Tastenfeld 162 die Patientendaten, beispielsweise die
Patientenidentifiktationsnummer ein. In einer weiteren Anordnung
wird kein codiertes Label verwendet, sondern sämtliche erforderlichen Daten
werden durch ein Herunterladen, eine manuelle Eingabe oder durch
eine Kombination davon gewonnen.
-
In
Schritt 508 liest das Fluorometer 100 das codierte
Etikett auf der Testvorrichtung aus. In Schritt 512 werden
von dem codierten Etikett 412 stammende Daten und/oder
beliebige heruntergeladene und/oder eingegebene zusätzliche
Daten, oder eine Übersetzung
derselben an das Datensystem 408 übermittelt, um auf Daten zuzugreifen,
oder um Daten über
den Patienten oder über
Tests herunterzuladen, die für
den betreffenden Patienten bestellt sind.
-
Beispielsweise
kann die medizinische Fachkraft an der Klinik, die Tests für einen
Patienten bestellt, den Namen des Patienten oder eine sonstige Identifizierung,
sowie eine Liste oder Identifizierung von Tests, die für den betreffenden
Patienten bestellt sind, in das Datensystem 408 eingeben.
Der Name des Patienten oder die Identifizierung und des für den Patienten
durchzuführenden
Tests werden in der Datenbank 464 gespeichert, so dass
ein Datensatz der für
den betreffenden Patienten bestellten Tests angelegt ist. Somit
werden in Schritt 512 die an das Datensystem 408 übermittelten
Daten verwendet, um auf die Datenbank zuzugreifen, um dadurch Daten
abzurufen, die angeben, welche Tests für den Patienten bestellt wurden.
In Schritt 516 werden Untersuchungsanweisungen, die beispielsweise
Anweisungen zum Durchführen
eines gewünschten
Tests oder eine Identifizierung des oder der für den Patienten bestellten
Tests beinhalten können, über die
Datenkommunikationsschnittstelle 120 an das Fluorometer 100 heruntergeladen.
-
In
Schritt 520 führt
das Fluorometer 100 den Test durch, nachdem die Fachkraft
basierend auf einer Identifi zierung des von dem Datensystem 408 entgegengenommenen
Tests die Testvorrichtung entweder durch Ausführen der heruntergeladenen Befehle
oder durch lokales Zugreifen auf die Befehle (z.B. über lokale
Speicher, durch eine Eingabe über das
Tastenfeld 162 oder von dem ROM-Chip aus) geladen hat.
In Fällen,
wo ein unterschiedlicher ROM-Chip 136 eingesetzt oder eine
Scheibe/Platte einzuführen
ist, um den erforderlichen Test durchzuführen, wird der Benutzer über die
Benutzerschnittstelle 112 informiert.
-
Vorzugsweise
wird das Testen automatisch ohne ein Eingreifen des Benutzers durchgeführt. In einer
Anordnung werden in der Tat Zeitsteuerungsalgorithmen, wie sie weiter
unten beschrieben sind, durchgeführt,
um die Zeitsteuerung des Testvorgangs zu steuern. In dieser Anordnung
wird der Test ohne manuellem Eingriff automatisch durchgeführt und
zu Ende geführt.
Alternative Anordnungen können
die Fähigkeit
des Systems bereitstellen, den Benutzer aufzufordern, gewisse als
geeignet erscheinende Eingaben einzugeben.
-
Wenn
die Tests zu Ende geführt
sind, werden in einem Schritt 524 die Ergebnisse an das
Datensystem 408 ausgegeben. Die Ergebnisse können in
der Datenbank 464 gespeichert werden und werden als dem
Patienten zugeordnet identifiziert. Die Ergebnisse des Tests selbst
können
durch medizinisches Fachpersonal unter Verwendung des Terminals 462 ausgewertet
und ausgedruckt werden, um über
einen Ausdruck der Ergebnisse zu verfügen.
-
Außerdem können zusätzliche
Daten, die an der Probe durchgeführte
Tests betreffen, an das Datensystem 408 übermittelt
werden. Die zusätzlichen Testdaten
können
beispielsweise eine Identifizierung des Patienten und sonstige Patientendaten,
eine Probenidentifikation, eine Identifizierung eines oder mehrerer
an der Probe durchgeführter
Tests, eine Datums- und Uhrzeitangabe hinsichtlich der durchgeführten Tests,
Versuchsbedingungen, Testergebnisse und sonstige relevante Daten
beinhalten. Diese Testdaten können
verwendet werden, um die Datenbank 464 zu aktualisieren,
so dass das Datensystem 408 über einen vollständigen Datensatz
von Tests, Ergebnissen und zugeordneten Daten für einen Patient verfügt. Darüber hinaus
können
die Testdaten in dem Fluorometer in dem lokalen Speicher 128,
dem Arbeitsspeicher 116 oder auf einem austauschbaren Speichermedium
(z.B. dem ROM-Chip 136, der austauschbaren Scheibe, usw.)
gespeichert sein.
-
Um
sicherzustellen, dass sämtliche
erforderliche Tests durchgeführt
sind, und um außerdem
eine Doppeluntersuchung zu vermeiden, können Datensatzflags oder sonstige
Techniken verwendet werden, wenn auf die Datenbank 464 zugegriffen
wird, um Untersuchungsanweisungen abzurufen. Wenn das Fluorometer 100 auf
das Datensystem 408 zugreift, um beispielsweise Befehle
für einen
speziellen Test entgegenzunehmen, wird jener Test mit einem Flag
als ausgeführt
gekennzeichnet, so dass nachfolgende Zugriffe durch dieses oder
ein anderes Fluorometer 100 nicht dieselben Untersuchungsanweisungen
abrufen werden. Wenn ein Test zu Ende geführt ist und die Ergebnisse
an das Datensystem 408 ausgegeben sind, kann ein weiteres
Flag gesetzt werden, das den Status des Tests als zu Ende geführt anzeigt.
-
Zu
beachten ist, dass in Fällen,
in denen Tests bestellt sind, die von der Art der zu testenden Probe
abhängen,
kann das Identifikationslabel 412 auch eine Probenidentifikation
oder eine Probentypidentifikation enthalten. In Fällen, in
denen eine zubereitete Probe beispielsweise ein Plasma ist, ist
eine diesbezügliche
Angabe auf dem Identifikationslabel 412 enthalten oder
kann alternativ durch den Benutzer über das Tastenfeld oder ein
sonstiges an dem Fluorometer 100 vorhandenes Eingabegerät eingegeben
werden. Auf diese Weise werden für
eine Plasmauntersuchung bestellte Tests, wenn das Fluorometer 100 das
Datensystem 408 auffordert, auf Untersuchungsanweisungen
zuzugreifen, überprüft, und
falls solche vorhanden sind, aus der Datenbank 464 ausgelesen.
Wie durch dieses exemplarische Szenario veranschaulicht, ist die
Wahrscheinlichkeit für
Bedienungsfehler bei der Identifizierung der Probe und bei einem
Durchführen
der richtigen Tests an der Probe für das Fluorometer auf ein Minimum
reduziert. In diesem Szenario werden durch den Arzt oder medizinisches
Personal an der Klinik angeforderte Tests, wenn die Probe mit der
richtigen Identifikation ausgestattet ist, elektronisch ausgelesen,
automatisch ausgeführt
und elektronisch an das Datensystem 408 zurückgemeldet.
Dementsprechend besteht neben dem Anordnen der Probe in der Testvorrichtung
und dem Einfügen
derselben in das Fluorometer durch die Fachkraft wenig oder gar
keine Notwendigkeit für
einen menschlichen Eingriff in dieses System.
-
In
noch einem weiteren Beispiel kann das Label 412 verwendet
werden, um das Testverfahren auch in einer eigenständigen Umgebung
weiter zu automatisieren. In einer Anordnung weist der Code des
Labels 412, wenn die Fachkraft die Blutprobe vorbereitet,
beispielsweise eine Erläuterung
oder Anzeige über
den an der Probe durchzuführenden
Test auf. Nachdem das Fluorometer die Testerläuterung oder -anzeige ausgelesen
hat, wird der geeignete Test durchgeführt. Wie im Falle des oben
beschriebenen entfernt angeordneten Beispiels, kann auf den Test
aus einem lokalen Speicher automatisch zugegriffen werden, oder
der Benutzer kann aufgefordert werden, die testbezogenen Daten über das ROM-Chip 136,
eine CD oder einen anderen Arbeitsspeicher oder sonstige Speichervorrichtung
abzurufen. von dem Etikett/Label 412 stammende Daten sowie
ausgeführte
Tests und deren Ergebnisse können verwendet
werden, um einen Datensatz entweder lokal auf fest eingebauten oder
auf auswechselbaren Medien und/oder über die Datenkommunikationsschnittstelle 120 an
einem entfernten Ort zu erstellen. Die Daten aus dem Datensatz können zur
Patientendiagnose, Abrechnung, Gebührenverrechnung und für statistische
und sonstige Zwecke verwendet werden.
-
Wie
einem durchschnittlich ausgebildeten Fachmann nach dem Lesen der
obigen Beschreibungen klar ist, sind zahllose Szenarien denkbar,
die sich verwirklichen lassen, um Vorteile aus den Fähigkeiten
des Fluorometers 100 ziehen zu können, das ein codiertes Identifikationslabel 412 und
eine Datenkommunikationsschnittstelle 120 verwendet. Außerdem kann
die Datenkommunikationsschnittstelle, wie oben beschrieben, in Form
vielfältiger
unterschiedlicher physikalischer Ausführungsbeispiele verwirklicht
werden, so dass ein Datenaustausch zwischen dem Fluorometer 100 und
dem Datensystem 408 unter Verwendung einer drahtlosen Kommunikationsverbindung,
einer Hardwarekommunikationsverbindung, einer Netzwerkdatenübertragung
oder sonstiger Datenübertragungseinrichtungen
durchgeführt werden
kann.
-
Als
exemplarische, gegenüber
der oben anhand von 4 und 5 beschriebenen
Anwendung alternative Anwendung sei eine Anwendung betrachtet, in
der ein Patient das Fluorometer 100 zum Durchführen von
Tests zu Hause verwendet. In dieser Anwendung gewinnt der Patient
eine Probe und plaziert diese in der Testvorrichtung oder Kassette.
Die Probe kann eine beispielsweise mittels einer Fingerbeerenpunktierung
gewonnene Blutprobe, eine Urinprobe oder eine sonstige geeignete
Probe sein.
-
Das
Fluorometer 100 kann mit Untersuchungsanweisungen vorprogrammiert
sein, die für den
speziellen Patienten angemessen sind. Alternativ kann das Fluorometer 100 die
Datenübertragungsschnittstelle 120 verwenden,
um auf Untersuchungsanweisungen aus der Klinik, Arztpraxis, Hospital
oder einer sonstigen Gesundheitsfürsorgeeinrichtung zuzugreifen.
-
Der
Patient lädt
die Probe in das Fluorometer 100 und der oder die passenden
Tests werden durchgeführt.
-
Die
Testergebnisse werden über
die Datenkommunikationsschnittstelle 120 an die Gesundheitseinrichtung
weitergeleitet, so dass die Patientendatensätze aktualisiert werden können, und
die geeignete medizinische Fachkraft kann über die Ergebnisse informiert
werden.
-
Das
Fluorometer 100 kann ein Warnsignalmerkmal aufweisen, das
den Patienten automatisch informiert oder erinnert, wenn ein Test
erforderlich ist. Dieses Merkmal kann beispielsweise unter Verwendung
eines integrierten programmierbaren Zeitgebers verwirklicht werden.
Der Zeitgeber kann manuell oder durch ein Installieren von Terminplanungsanweisungen
programmiert werden. Beispielsweise kann ein Terminplanungsprogramm,
das Einzelheiten über
den oder die Typen durchzuführender
Tests und über
den Termin solcher Tests enthält,
installiert werden, bevor das Fluorometer 100 dem Patienten übergeben
wird. Die Installation kann beispielsweise mittels der Wechselspeichermedien
durchgeführt werden.
Ferner kann die Terminprogrammierung sowohl zu Beginn als auch während des
Fortschreitens der Behandlung über
die Datenkommunikationsschnittstelle 120 heruntergeladen
werden. Beispielsweise möchte
der behandelnde Arzt möglicherweise das
Testzeitschema durch Hinzufügen
neuer Tests, Verändern
des Testintervalls oder Abbrechen bestimmter Tests aktualisieren.
Der Arzt kann das Datensystem 408 mit Rücksicht auf eine derartige Änderung
aktualisieren, und die Änderungen
lassen sich über
die Datenkommunikationsschnittstelle 120 herunterladen.
Auf diese Weise kann das Testen individuell angepasst und aktualisiert
werden, um aktuelle Bedürfnisse
des Patienten zu berücksichtigen.
-
In
einer Anordnung zeigt das Terminplanungsprogramm anlässlich eines
planmäßigen Tests den
Typ des durchzuführenden
Tests an. Den Testtyp betreffende Daten können dem Patienten angezeigt werden,
eine derartige Anzeige ist jedoch nicht unbedingt erforderlich.
Diese Daten werden allerdings gemeinsam mit Testergebnissen vorzugsweise über die Datenkommunikationsschnittstelle 120 bereitgestellt, um
den Datensatz des Patienten zu aktualisieren oder den Arzt über die
Testergebnisse zu informieren. Das Terminplanungsprogramm kann außerdem den
für einen
speziellen Test erforderlichen Probentyp anzeigen.
-
In
Fällen,
in denen die Datenkommunikationsschnittstelle ein Telefon ist, kann
eine Identifizierung des Patienten für die Gesundheitsfürsorgeeinrichtung
mittels automatischer Nummernidentifizierung oder ANI auf der Grundlage
der Telefonnummer erfolgen, von der aus das Testgerät anruft.
In Fällen, in
denen ANI nicht verfügbar
ist, oder in denen der Patient von einem Ort aus anruft, an dem
seine ANI nicht erkannt wird, kann das System den Patienten auffordern
eine Identifizierung einzugeben.
-
In
einer weiteren Anordnung kann die Datenkommunikationsschnittstelle 120 verwendet
werden, um den Patienten zu informieren, dass ein persönliches
Aufsuchen der medizinischen Fachkraft erforderlich ist. Beispielsweise
sei ein Szenario vorausgesetzt, in dem der betreuende Arzt Ergebnissen
von regelmäßig durchgeführten Tests
erhält
und begutachtet. Der Arzt kann eine Veränderung der Bedingung entdecken,
die einen persönlichen
Termin verlangt. Der Arzt kann diese Daten in das Gesundheitsfürsorgedatensystem
eingeben und der Patient wird über
den erforderlichen Termin benachrichtigt.
-
In
einer Anordnung führt
das Gesundheitsfürsorgedatensystem
Buch über
verfügbare
Terminzeitfenster des betreuenden Arztes. Die Termine können auf
dem PC des Arztes oder auf einem Datenserver oder in einer sonstigen
innerhalb des Gesundheitsfürsorgedatensystems
zugänglichen
Datenbank bereitgestellt werden, um dem medizinische Fachpersonal
ein gemeinsames Verwenden von Terminplanungsdaten zu ermöglichen.
-
Über die
Datenkommunikationsschnittstelle 120 wird dem Patient eine
Liste verfügbarer
Termine übermittelt.
Der Patient überprüft über die
Benutzerschnittstelle 112 die verfügbaren Terminzeitfenster und
wählt ein
zu seinem Zeitschema passendes Terminzeitfenster aus. Das Fluorometer 100 stellt
diese Daten dem Gesundheitsfürsorgedatensystem
zur Verfügung,
um das betreffende Fenster für
den Patienten zu reservieren. In dem internen Zeitgeber des Fluorometers 100 kann
eine Erinnerung an den Termin einprogrammiert werden, um den Patienten
innerhalb eines dem Termin vorausgehenden gewünschten Zeitraums zu erinnern.
Alternativ kann das Gesundheitsfürsorgedatensystem
diese Daten speichern und eine geeignete Erinnerung über die Datenkommunikationsschnittstelle 120 an
den Patienten senden.
-
Die
Verwendung der Datenkommunikationsschnittstelle 120 in
den für
eine Hausanwendung geeigneten Ausführungsbeispielen ermöglicht eine Echtzeit-
oder nahezu Echtzeitinteraktion zwischen dem Patienten und der versorgenden
medizinischen Fachkraft, obwohl sich der Patient und die medizinische
Fachkraft nicht an demselben Ort befinden. Die Tests können durchgeführt werden
und die Ergebnisse können
während
der Durchführung
berichtet und analysiert werden. Die Testzeitschemata können aktualisiert
und in sonstiger Weise modifiziert werden, wenn die medizinische
Fachkraft dies basierend auf Ergebnissen aktuellerer Tests für geeignet
erachtet.
-
Wie
oben beschrieben, kann das Fluorometer in Verbindung mit einem gesonderten
Prozessor beispielsweise einer Workstation oder einem PC verwendet
werden. In dieser Anordnung können
vielfältige
Funktionalitäten
des Fluorometers auf den gesonderten Prozessor übertragen werden oder mit diesem
geteilt werden. Um diese Fähigkeit
eingehender zu veranschaulichen, wird dies im folgenden anhand eines
exemplarischen Szenarios beschrieben. In diesem exemplarischen Szenario
ist das Fluorometer 100, wie in 6 veranschaulicht, über eine Schnittstelle
mit einem PC 604 verbunden. In einer Anordnung ist die
Schnittstelle in Form einer RS-232-Datenkommunikationsschnittstelle
verwirklicht, obwohl basierend auf Kompromissen hinsichtlich Geschwindigkeit,
Kosten und Zuverlässigkeit
andere Datenkommunikationsschnittstellen ausgewählt werden können.
-
Als
ein Beispiel der Art und Weise, in der ein Prozessor, beispielsweise
ein PC 604 verwendet werden kann, um die Leistung des Fluorometers 100 zu
verbessern, sei ein Szenario vorausgesetzt, in dem das Fluorometer 100 mehrere
Tests an Blutproben durchführt.
Nach einem Durchführen
der geeigneten Messungen und Ablesungen, gibt das Fluorometer diese
Ergebnisse an den PC 604 aus. In einem gewissen Sinne kann
das Fluorometer 100 als Gerät angesehen werden, das Rohdaten
an den PC 604 ausgibt, obwohl ein gewisser Teil der Verarbeitung auch
durch das Fluorometer 100 durchgeführt werden kann. Der PC 604 nimmt
die Rohdaten entgegen und analysiert und verarbeitet diese Daten,
um ein gewinnen von maßgeblichen
Testergebnissen zu erleichtern, oder um basierend auf den Testergebnissen
eine Therapie für
den Patienten zu interpretieren. Testergebnisse und Daten können alphanumerisch und/oder
graphisch auf dem Displaybildschirm des PCs 604 wiedergegeben
werden. Über
Benutzerschnittstellen an dem PC 604 ist ein Bediener in
der Lage, die Funktionalität
des Tests sowie Untersuchungsparameter einzustellen, um optimale
Ergebnisse zu erhalten.
-
Wie
oben offenbart, wird in einer Anordnung die Test vorrichtung während eines
Tests neu positioniert, so dass unterschiedliche Bereiche der Probe angeregt
werden können
und die Fluoreszenz sämtlicher
dieser Bereiche gemessen werden kann. Im folgenden wird nun ein
exemplarisches Verfahren beschrieben, mittels dessen sich dies erreichen
lässt und
das die Daten analysiert. 7 veranschaulicht in
einem operativen Flussdiagramm dieses Verfahren. In Schritt 704 wird
die Testvorrichtung schrittweise entlang der diagnostischen Spur
bewegt, so dass in jedem Schritt eine unterschiedliche Region der Testvorrichtung
angeregt wird, und aus jener Region stammende Fluoreszenzmesswerte
erfasst werden. In einer Anordnung wird die Testvorrichtung schrittweise
lediglich entlang einer Richtung (z.B. der Länge nach oder seitlich hin
und her) bewegt und die Regionen oder Bereiche sind daher entlang
einer Richtung der Testvorrichtung geteilt. In alternativen Anordnungen
kann die Testvorrichtung schrittweise, beispielsweise sowohl der
Länge nach
als auch seitlich, hin und her bewegt werden, so dass zusätzliche Regionen
auf der Testvorrichtung definiert werden können.
-
Vorzugsweise
wird die Testvorrichtung schrittweise entlang der diagnostischen
Spur in diskreten Schritten bewegt, und die Fluoreszenz in jedem
Schritt gemessen. In alternativen bevorzugten Anordnungen wird die
Testvorrichtung kontinuierlich mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit
entlang der diagnostischen Spur bewegt, und Messwerte werden über den
gesamten Vorgang hinweg erfasst. In beiden Anordnungen können die
Messungen selbst in bestimmten Intervallen oder kontinuierlich erfolgen.
-
In
Schritt 708 werden die Ergebnisse jeder Region aufgezeichnet.
In Fällen,
in denen die Vorrichtung ein fluoreszierendes Ergebnis aufweist,
repräsentieren
die aufgezeichneten Ergebnisse optische Amplituden, die von der
angeregten Region her erfasst wurden. Vorzugsweise werden die Daten
einer speziellen Probe aufgezeichnet und eine Verarbeitung wird
an aufgezeichneten Daten durchgeführt, so dass die Verarbeitung
nicht in Echtzeit stattfinden muss, und die gesamten Daten der Probe
in der Verarbeitung berücksichtigt
werden können.
-
In
Schritt 710 beginnt die Verarbeitung der Daten mit einem Überprüfen der
Qualität
der Spur. Die Einzelheiten dieses Schritts gemäß einem Ausführungsbeispiel
sind in den dem gemeinsamen Inhaber gehörenden parallelen Patentanmeldungen mit
der Anmeldungsnummer 08/311 098 und dem Titel "Fluorescence Energy Transfer and Intramolecular
Energy Transfer in Particles Using Novel Compounds" und mit der Anmeldungsnummer
08/409 298, ebenfalls mit dem Titel "Fluorescence Energy Transfer and Intramolecular
Energy Transfer in Particles Using Novel Compounds", erschöpfend beschrieben.
-
Während die
Testvorrichtung schrittweise entlang und in Beziehung zu der Optik
bewegt wird, bewirkt eine unspezifische Bindung des fluoreszierenden
Labels ein Restfluoreszenzsignal. Dieses Signal ist ein Hintergrundsignal,
das von Probe zu Probe sehr unterschiedlich sein kann. Folglich
ist es in einem Schritt 712 erwünscht, dieses Signal zu eliminieren,
bevor die Fluoreszenzintensität
berechnet wird, die auf jedem Bereich der diagnostischen Spur für jede getestete
Probe fixiert ist. Die für
jeden getesteten Bereich bzw. Region gemessenen Fluoreszenzintensitäten werden
integriert, um als ein Ergebnis zu bestimmen, beispielsweise im
Falle einer immunologischen Bindungsreaktion, den Gesamtwert des
fixierten fluoreszierenden Labels.
-
In
Schritt 716 wird das verarbeitete Signal ohne den Hintergrund
integriert, um die Gesamtfluoreszenz der Probe zu ermitteln. In
Schritt 718 wird das Ergebnis beispielsweise durch einen
Vergleich mit einem Schwellwert verarbei tet, um zu ermitteln, ob
der Test positiv ist, oder es wird die Konzentration jedes getesteten
Analyten bestimmt.
-
In
Anordnungen von Fluorometern hängt
die erfasste Menge an fluoreszierendem Marker von dem Akquisitionsverfahren
ab. Insbesondere ist die erfasste Menge an fluoreszierendem Marker
für eine vorgegebene
Region das Produkt der durch die Region emittierten Fluoreszenzintensität und der
Breite der Region. Falls die Verschiebung der Testvorrichtung von
der Soll-Verschiebung abweicht, werden die erhaltenen Ergebnisse
daher inkonsistent und nicht reproduzierbar sein. Falls die Verschiebung
beispielsweise kürzer
als erwartet ist, wird die Menge an fluoreszierendem Marker für eine vorgegebene
Probe in der Region als höher
berichtet.
-
Um Änderungen
oder Inkonsistenzen der Positionierung auszugleichen, kann der Positionscodierer 308 verwendet
werden, um einen Messwert für die
tatsächliche
oder relative Verschiebung während des
Untersuchungsvorgangs zu erhalten. Vorzugsweise ist die Position
durch Überwachen
der Rotation des Motors codiert, d. h. unter Verwendung eines Drehpositionscodierers.
Nach dem Lesen dieser Beschreibung wird es für einen durchschnittlich ausgebildeten
Fachmann klar sein, wie sich diese Funktionalität unter Verwendung alternativer
Anordnungen eines Drehpositionscodierers verwirklichen lässt. Auf diese
Weise werden Fehler in der Soll-Verschiebung, die auf Schwankungen
der Motordrehzahl zurückzuführen sind,
rechnerisch eliminiert.
-
Allerdings
können
Unvollkommenheiten der Antriebsmechanik und Schwankungen der Last
an der Antriebsmechanik Fehler zwischen der gemessenen Motorposition
und der tatsächlichen
Position der Testvorrichtung hervorrufen. Vorzugsweise wird der mittlere
Fehler zwischen der gemessenen Motorposition und der Position der
Testvorrichtung als Funktion der Position der Testvorrichtung aufgezeichnet.
Diese Daten werden verwendet, um die gemessene Motorposition in
eine tatsächliche
Position der Testvorrichtung abzubilden. In einer besonders bevorzugten Anordnung
wird die Position codiert, indem die Position der Testvorrichtung
bezüglich
der Optik, d. h. unter Verwendung eines linearen Positionscodierers, überwacht
wird. Nach dem Lesen dieser Beschreibung wird es für einen
durchschnittlich ausgebildeten Fachmann klar sein, wie sich diese
Funktionalität
unter Verwendung alternativer Anordnungen linearer Codierer verwirklichen
lässt.
Als Ergebnis dieses Verfahrens lassen sich Inkonsistenzen der Bewegung rechnerisch
eliminieren, um ein genaueres und reproduzierbares Testergebnis
zu erhalten.
-
8 veranschaulicht
in einem operativen Flussdiagramm einen Weg, um das Hintergrundsignal
zu eliminieren. In Schritt 804 werden die Orte oder Bereiche
von Fluoreszenz aufweisenden Flecken als Ergebnis des Testvorgangs
bestimmt, indem erfasst wird, wo ein Signal empfangen wird. Alternativ werden
in einer bevorzugten Anordnung Fleckorte oder zu testende Bereiche
durch die Fluorometersoftware definiert, so dass das Fluorometer
programmiert ist, um die Fluoreszenz an einem oder mehreren speziellen
Orten entlang der diagnostischen Spur der Testvorrichtung zu messen.
Diese Fleckorte oder -bereiche sind die Punkte entlang der Länge der
diagnostischen Spur der Testvorrichtung, bei denen eine Amplitude
oberhalb eines bestimmten Schwellwerts empfangen wird.
-
9 zeigt
schematisch veranschaulichend ein Beispiel von Fleckorten über die
Länge der
diagnostischen Spur. In 9 bezeichnet die Ordinate die
Amplitude des empfangenen Fluoreszenzsignals, und die Abszisse bezeichnet
die Länge
entlang der diagnostischen Spur. Da sich die Testvorrichtung entlang
der diagnostischen Spur bewegt, wird hierdurch auch die Position
der Testvorrichtung relativ zu der Optik repräsentiert. Somit repräsentiert
die Weglänge entlang
der Abszisse eine Position in der diagnostischen Spur entlang der
Testvorrichtung. Wie in 9 zu sehen, existieren Bereiche,
in denen es offensichtlich ist, dass ein Signal empfangen wird,
wie durch einen Fleck 920 veranschaulicht, wobei diese
Bereiche durch Bereiche getrennt sind, in denen lediglich Hintergrundrauschen 914 vorhanden
ist. Bereiche von offensichtlichen Signalwerten werden als Fleckorte oder
(Test-) Fleckbereiche 920 bezeichnet.
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In
Schritt 808 wird der Pegel des Hintergrundsignals 914 zu
beiden Seiten eines Flecks 920 bestimmt. In Schritt 812 wird
angenommen, das der Pegel des Hintergrundsignals von der einen Seite des
Fleck zu der anderen Seite eine konstante Veränderung aufweist. Dieser Pegel
wird als Hintergrund erachtet und wird in einem Schritt 816 von
dem Signalpegel des Fleckorts subtrahiert. Mittels dieses Verfahrens
lässt sich
ein Wert des tatsächlichen
Signalpegels ohne den Anteil des Hintergrundrauschens bestimmen. 10 veranschaulicht
schematisch ein Verfahren, durch das die Fluoreszenzintensität über jeden
Fleck 920 integriert wird, gemäß einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung. In Schritt 1002 wird die Summe der berichtigten
Fluoreszenzintensität
berechnet.
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In
Schritt 1004 wird diese Intensität mit der Schrittweite zwischen
jedem Punkt multipliziert. Die Schrittweite bezieht sich auf den
Betrag, um den die Testvorrichtung entlang der diagnostische Spur
zwischen jedem Datenlesen bewegt wird. In einer Anordnung werden
in Schritt 1004 Schwankungen der Schrittweite rechnerisch
aus den erfassten Werten eliminiert, indem die Schrittweite entsprechend
zuvor gemessenen Kalibrierungsdaten korrigiert wird.
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In
Schritt 1006 wird dieses Ergebnis durch den passenden Messgerätverstärkungsgrad
normiert. Der Messgerätverstärkungsgrad
(G) ist ein Skalierungsfaktor, der die relative Intensität der Anregungsquelle
und die relative Empfindlichkeit des Detektors repräsentiert.
Das erfasste Signal ist das Produkt aus der Quellenintensität, der Fluoreszenzintensität und der
Empfindlichkeit des Detektors. In einem Ausführungsbeispiel wird das Ergebnis
durch die Breite des Flecks normiert und steht daher mit der aufgrund
des Testvorgangs sich ergebenden durchschnittlichen Menge an fluoreszierendem
Marker in Beziehung. In einer bevorzugten Anordnung wird das Ergebnis
nicht durch die Breite des Flecks normiert und steht daher mit der
aufgrund des Testvorgangs sich ergebenden Gesamtmenge des fluoreszierenden
Markers in Beziehung.
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Die
Quelle ist sowohl Frequenz- als auch Intensitätsabweichungen unterworfen.
Diese Veränderungen
werden gemeinsam mit einem fluoreszierenden Fleck in dem Messgerät verfolgt,
wobei ein Ansprechen bei der Nenn-Intensität und -wellenlänge der
Quelle bekannt ist. Folglich wird sich das Fluoreszenzsignal der
Testzone von dem internen Standard aus proportional zur Veränderung
des gemessenen Signals ändern.
Der Fachmann wird erkennen, dass der interne Standard auch jede
Schwankung in der Empfindlichkeit des Detektors korrigieren wird.
In einer bevorzugten Anordnung wird in Schritt 1006 ferner
das Ergebnis mit Blick auf das gemessene Signal des inneren Standards
normiert.
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In
einer bevorzugten Anordnung wird die Intensität (Ij),
wie in 8 veranschaulicht, an jeder Region durch Subtraktion
des Basispeaksignals (BL) von dem gemessenen Signal (MI) gemessen,
d.h. Ij = MIj – BLj. Die Intensität jeder Region wird anschließend mit
der Länge
jeder Region multipliziert, beispielsweise mit dem bekannten Abstand
zwischen Messungen. Die Länge
jeder Region, ΔXj, kann eine Funktion der Position entlang
der diagnostischen Spur sein und ist nicht notwendig eine Konstante.
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Die
Summe dieses Produkts für
jede Region innerhalb eines Bereichs repräsentiert den nicht korrigierten
fluoreszierenden Marker (UFL = Uncorrected Fluorescent Label) innerhalb
des Bereichs (UFL = ΣIjΔXj) Der UFL wird mit dem Messgerätverstärkungsgrad
multipliziert, der das Ergebnis skaliert, um es geräteunabhängig zu
machen. Der UFL wird ferner mit dem erwarteten internen Standardwert
(EISV = Expected Internal Standard Value) multipliziert und wird
durch den gemessenen internen Standardwert (MISV = Measured Internal
Standard Value) geteilt, womit sich ein von dem Gerät unabhängiges Ergebnis
des gesamten fluoreszierenden Markers (TF = Total Fluorescent label)
ergibt.
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Herkömmliche
Fluorometer, die verwendet werden, um die Fluoreszenz einer Probe
zu messen, arbeiten gewöhnlich
in einem sichtbaren oder einem dem sichtbaren Bereich nahen Wellenlängenbereich. Diese
Versuchsverfahrensweisen nutzen Farbstoffe, die im Allgemeinen zwischen
400 nm und 500 nm fluoreszieren. Zu solchen Farbstoffe gehören, jedoch ohne
sich darauf beschränken
zu wollen, Fluorescein und Methylumbelliferylphosphat. Allerdings
absorbieren und fluoreszieren Blut, Plasma und Serumproben selbst
im ultravioletten und im sichtbaren Spektrum bis etwa 600 nm. Als
Folge hiervon wird das Verhältnis
von Signal zu Hintergrundrauschen des anhand des fluoreszierenden
Farbstoffs erfassten Signals eliminiert oder vermindert.
-
Um
dieses Probleme zu beseitigen, verwendet eine bevorzugte Anordnung
Farbstoffe, die im infraroten oder infrarotnahen Bereich, insbesondere zwischen
etwa 600 nm bis 1300 nm anregen und ausstrahlen. Infolge dieser
Eigenschaften lassen sich gewissen Vorteile gewinnen. Erstens ist
die Anregungswellenlänge
des Farbstoffs keine Wellenlänge, die beispielsweise
von Blut oder dem Serum absorbiert wird. Dementsprechend geht keine
von der Anregungsquelle stammende Energie verloren. Zweitens entspricht
die Emissionswellenlänge
nicht der Absorption der Probe, so dass kein fluoreszierendes Licht
verloren geht. Schließlich
wird, da das Blut und das Serum nicht bei diesen Wellenlängen fluoreszieren,
ein vermindertes Hintergrundrauschen durch den Detektor erfasst.
-
Eine
weitere bevorzugte Anordnung verwendet Farbstoffe, die Stokes-Verschiebungen
größer als
etwa 90 nm aufweisen. Stokes-Verschiebungen größer als 90 nm ermöglichen,
eine Vereinfachung der Konstruktion des optischen Blocks, insofern
als keine speziellen Bandpassfilter erforderlich sind, um Anregungslichtenergie
zu blockieren. Mit anderen Worten, die Überlappung der Anregung und
des Emissionslichts wird auf ein Minimum begrenzt, während die
Stokes-Verschiebung
ansteigt, wodurch sich die Zurückgewinnung
an aus der Testvorrichtung stammenden fluoreszierenden Licht erhöht. Der Fachmann
erkennt, dass das Überlappen
der Wellenlängen
des Anregungs- und Emissionslichts den Einsatz von Bandpassfiltern
erfordert, um zu verhindern, dass das Anregungslicht gemessen wird,
wenn ein Messen des emittierten Lichts gewünscht ist. Die Verwendung von
Bandpassfiltern weist die Nachteile höherer Kosten und geringerer
Ausbeute an gemessenem fluoreszierenden Licht auf.
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Farbstoffe,
die Eigenschaften von Anregungs- und Emissionswellenlängen im
Infrarotbereich und im nahen Infrarotbereich zeigen und Stokes-Verschiebungen
aufweisen, die größer als etwa
90 nm sind, sind eingehend offenbart in der parallelen Patentanmeldung
SN 08/601 492, mit dem Titel "Fluorescence
Energy Transfer in Particles",
der Patentanmeldung SN 08/274 534, mit dem Titel "Fluorescence Energy
Transfer in Particles",
der Patentanmeldung SN 08/311 098, mit dem Titel "Fluorescence Energy
Transfer and Intramole cular Energy Transfer in Particles Using Novel
Compounds", und der
Patentanmeldung SN 08/409 298, mit dem Titel "Fluorescence Energy Transfer and Intramolecular Energy
Transfer in Particles Using Novel Compounds". Eine bevorzugte Anordnung verwendet Farbstoffe
und Farbstoffsysteme von Phthalocyaninen und hybriden Phthalocyaninderivaten,
die Fluoreszenzenergieübertragung
in Partikeln verwenden, insbesondere in Latexpartikeln, die gebundene
Antikörper,
Proteine, Liganden und Ligandenanaloge aufweisen.
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11 zeigt
in einem Blockdiagramm eine exemplarische Verwirklichung eines optischen
Pakets, das wirkungsvoll mit Farbstoffen arbeitet, die diese gewünschten
Eigenschaften aufweisen. Das in 11 veranschaulichte
optische Paket enthält
eine Energiequelle 1102 und einen Energiedetektor 1104 (d.
h. einen optischen Sender und Empfänger). Darüber hinaus können Unterdrückungs-
oder Bandpassfilter 1108, 1110 vorgesehen sein,
um aus der Energiequelle 1102 oder sonstigen Quellen Hintergrundsignale
zu filtern.
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Die
Energiequelle 1102 ist vorzugsweise eine optische Energiequelle 1102,
die Licht im infraroten oder infrarotnahen Bereichsabschnitt des Spektrums
emittiert, kann jedoch auch Licht mit ultravioletten oder sichtbaren
Wellenlängen
ausstrahlen. In einer bevorzugten Anordnung emittiert die optische
Energiequelle 1102 Energie bei einer Wellenlänge von
etwa 670 nm. Die Wellenlänge
dieser Energie wird durch Blut oder Serum mangelhaft absorbiert
und bewirkt überhaupt
kein oder zumindest kein ausreichendes Fluoreszieren von Blut oder
Serum. Bevorzugte Energiequellen sind Blitzlampen, Leuchtdioden
und Laserdioden. Besonders bevorzugte Energiequellen sind Laserdioden.
-
In
Abhängigkeit
von dem verwendeten Farbstoff, tritt die von der Probe emittierte
fluoreszierende Energie bei einer Wellenlänge auf, die sich von derjenigen
der angereg ten Energie unterscheidet. Insbesondere liegt in einer
bevorzugten Anordnung die Wellenlänge der aufgrund der Fluoreszenz
des Farbstoffs emittierten Energie bei etwa 760 nm. Diese Wellenlänge unterscheidet
sich ausreichend von derjenigen der Anregungswellenlänge (670
nm), so dass die Energie-(Anregungs)-Quelle 1102 nicht
wesentlich zu dem durch den Energiedetektor 1104 gemessenen
Hintergrundsignal beitragen wird. In einer bevorzugten Anordnung
wird ein Unterdrückungsfilter verwendet,
um Licht mit Wellenlängen
größer als etwa
690 nm aus der Quelle zu minimieren.
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Um
das Verhältnis
von Signal zu Hintergrundrauschen des Systems weiter zu verbessern, können ein
oder mehrere Filter enthalten sein. In einer bevorzugten Anordnung
wird beispielsweise ein Hochpassfilter 1108 verwendet,
um Frequenzen der Energiequelle bei Frequenzen unterhalb (d.h. Wellenlängen oberhalb)
der bevorzugten Anregungswellenlänge
zu unterdrücken,
die möglicherweise
eine Hintergrundquelle für
den Energiedetektor 1104 darstellen könnten. Darüber hinaus oder alternativ
kann ein Tiefpassfilter 1110 enthalten sein, um Frequenzen
der Energiequelle bei Frequenzen oberhalb (d.h. Wellenlängen unterhalb)
der bevorzugten Detektionsfrequenz zu unterdrücken. Bevorzugte Energiedetektoren
sind Fotomultiplier und Siliziumfotodioden. Besonders bevorzugte
Energiedetektoren sind Siliziumfotodioden.
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In
einer Anordnung sind die Energiequelle 1102 und der Energiedetektor 1104 so
positioniert, dass die von der Energiequelle 1102 emittiert
Anregungsenergie unter einem Winkel von etwa 45 Grad auf der Probe
auftrifft. Alternativ können
Konfigurationen eingerichtet werden, die andere Winkel verwenden.
Darüber
hinaus können
mehrere Energiequellen 1102 und/oder Detektoren 1104 verwendet
werden, um die Energieablesewerte zu optimieren. Der Fachmann wird
erkennen, dass die Quellen im Allgemeinen keine gleichmäßige Ausleuchtung
ergeben, und ein Einfallswinkel von 45 Grad außerdem eine Veränderung
der Ausleuchtung über
die Probe hinweg zur Folge hat. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
weist die Quelle 1102 eine spezielle Optik auf, die ein
homogenes Ausleuchten der Probe ermöglicht. In einer bevorzugten
Anordnung ist diese spezielle Optik ein Mikrolinsenarray. In einer
besonders bevorzugten Anordnung ist die spezielle Optik eine Beugungsoptik,
die eine homogene Ausleuchtung einschließlich einer Korrektur für den Einfallswinkels von
45 Grad vorsieht.
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Da
das abgestrahlte Licht von Lichtquellen wie Laserdioden häufig Ungleichförmigkeiten
aufweist, werden möglicherweise
von einer Lichtquelle zur nächsten
inkonsistente Ergebnisse erhalten. Um diese Ungleichförmigkeiten
zu berücksichtigen,
kann in einem Ausführungsbeispiel
eine Glättungseinrichtung
verwendet werden, um ein gleichmäßiger verteiltes
Strahlungsmuster zu erreichen. Zu Beispielen solcher Glättungseinrichtungen
können
Diffusoren und Beugungsoptiken gehören.
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Wie
oben beschrieben, kann ein austauschbares Speichermedium enthalten
sein, um die Bedienung eines Fluorometers zu erleichtern oder zu
verbessern. Insbesondere ist in einer oben beschriebenen Anordnung
ein austauschbares Speichermedium unter Verwendung eines Sockels 132 und
eines ROM-Chips 136 verwirklicht. Vorzugsweise ist in diesem
Ausführungsbeispiel
der ROM-Chip 136 in einem Chipträger montiert, der Kontaktstücke enthält, um mit
dem Sockel 132 eine Schnittstellenverbindung herzustellen.
In dieser Anordnung ist es möglich,
den Chipträger
in den Sockel 132 einzuführen und aus diesem wieder
zu entnehmen, um den Wechsel oder Austausch von ROM-Chips 136 zu
erleichtern. Im folgenden wird ein Beispiel eines ROM-Chipträgers beschrieben.
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12, die 12A und 12B beinhaltet, veranschau licht in einem Diagramm
eine exemplarische Verwirklichung eines Chipträgers 1200 gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der Erfindung. 12A zeigt eine perspektivische
Ansicht einer Komponente, die als die Oberseite des Chipträgers 1200 bezeichnet
wird. Wie in 12A zu sehen, weist der Chipträger 1200 einen
Grundkörperabschnitt 1203 und
eine rückwärtige Nase 1209 auf. Der
Grundkörperabschnitt 1203 enthält eine
Struktur, die als Träger
für einen
ROM-Chip 136 sowie als Führung für den ROM-Chip 136 in
den Sockel 132 hinein dient. Die rückwärtige Nase 1209 sieht
eine nasenartige Konstruktion vor, die die Handhabung des Trägers 1200 und
das Einsetzen und Entfernen des Träger 1200 in und aus
dem Sockel 132 erleichtert.
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In
dem in 12 veranschaulichten Ausführungsbeispiel
weist der Träger 1200 eine
obere Fläche 1204 mit
einem offenen Bereich 1205 auf. Der offene Bereich 1205 ergibt
eine Öffnung,
durch die in dem Sockel 132 vorhandene Kontakte in der
Lage sind an (in 14 veranschaulichte) elektrische
Kontaktstücke 1408 zu
gelangen. Seitliche Elemente 1206 definieren die Seiten
des Trägers 1200 und
bilden Begrenzungen des offenen Bereichs 1205. Ein zentrales
Element 1206 kann enthalten sein, um zusätzliche
strukturelle Festigkeit vorzusehen, sowie um die Führung des
Trägers 1200 in
den Sockel 132 zu unterstützen. Die Vorderkante 1208 des
Trägers 1200 ist
vorzugsweise verjüngt,
ebenso wie die seitlichen Elemente 1206. Da diese Elemente
verjüngt sind,
weisen sie mehrere Ränder
und Flächen
auf, die ein fluchtendes Ausrichten während des Einführens sowie
einen festen Sitz des Trägers 1200 innerhalb
des Sockels 132 ermöglichen.
Die Vorderkantenbasis 1212 verleiht den seitlichen Elemente 1206 und
dem zentralen Element 1207 strukturelle Festigkeit. 12B zeigt schematisch veranschaulichend eine Unteransicht
des Trägers 1200,
gemäß einem bevorzugten
Ausführungsbeispiel
der Erfindung. Wie in 12B zu
sehen, bilden die seitlichen Elemente 1206, das Querträgerelement 1207 und
die Vorderkantenbasis 1212 einen Rahmen um einen Chiphohlraum 1236.
Es ist der Chiphohlraum 1236, in dem der ROM-Chip 136 angeordnet
wird. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
ist der ROM-Chip 136 an einer verhältnismäßig flachen Struktur, beispielsweise einer
gedruckten Leiterplatte befestigt. Eine exemplarische Verwirklichung
dieses Ausführungsbeispiels ist
in 14 veranschaulicht. Wie in 14 zu
sehen, ist der ROM-Chip 136 an einer gedruckten Leiterplatte 1404 befestigt.
Eine gedruckte Leiterplatte 1404 umfasst mehrere Kontaktstücke 1408,
die verwendet werden, um einen elektrischen Kontakt mit entsprechenden
Kontaktstücken
in dem Sockel 132 herzustellen. Anschlussleitungen 1406 dienen
dazu, die Anschlussleitungen des ROM-Chips 136 mit den Kontaktstücken 1408 zu
verbinden.
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In
einer Anordnung sind die (nicht dargestellten) Kontaktstücke in dem
Sockel 132 mittels Schleifkontakten verwirklicht, die jenen ähneln, wie
sie in Telefonsteckern oder Randsteckverbindungen von Flachbaugruppen
zu finden sind. Um einen sicheren elektrischen Kontakt aufrecht
zu erhalten, können
die Reibkontakte durch Federkraft beispielsweise unter der Verwendung
von Federn oder der Federkraft des gebogenen Kontaktmetalls selbst
vorgespannt sein. Sowohl die Kontakte in dem Sockel 132 als
auch die Kontaktstücke 1408 und
die Anschlussleitungen 1406 sind unter Verwendung eines
leitenden Materials, beispielsweise Kupfer, Gold, Silber oder einem sonstigen
leitenden Material verwirklicht.
-
Die
Breite und Dicke der Kontakte in dem Sockel 132, der Anschlussleitungen 1406 und
der Kontaktstücke 1408,
in der auf der gedruckten Leiterplatte 1404 angeordneten
Form, können
variiert werden, um in Abhängigkeit
von ihrer Verwirklichung das geeignete Maß an elektrischer Leitfähigkeit
zu ermöglichen.
Darüber
hinaus ist die für
eine Masseebene oder Masseleitung 146 vorgesehen Fläche und
Dicke geeignet gewählt,
um eine angemessene Stromtragfähigkeit
für die
Masse vorzusehen.
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Die
gedruckte Leiterplatte 1404 weist in einer Anordnung Nasen 1412 auf.
Die Nasen 1412 fluchten mit Aussparungen 1214,
um ein Unterbringen des ROM-Chips 136 und der Leiterplatte 1404 innerhalb des
Chiphohlraums 1236 zu erleichtern. Eine elastische Nase 1234 hält die gedruckte
Leiterplatte 1404 an Ort und Stelle. Eine mit Zinnen versehene
oder sonstige Konstruktion 1242 kann ferner vorgesehen sein,
um ein Festhalten der Leiterplatte 1404 an ihrem Ort zu
erleichtern. Die Konstruktion 1242 kann, wie in 12B veranschaulicht, mit Zinnen versehen sein,
eine zusammenhängende
Konstruktion oder eine sonstige alternative Konstruktion sein. Die
Kombination der Konstruktion 1242 mit der Nase 1234 ermöglicht der
Leiterplatte 1404 ein Gleiten unter die Konstruktion 1242 und
ein Einrasten an dem unterhalb eines Randes der Nase 1234 vorgesehenen
Ort. Ein Kamm 1244, der sich um das Innere des Chiphohlraums 1236 oder
teilweise um diesen herum erstreckt, bildet eine Stütze, auf
der die gedruckte Leiterplatte 1404 ruhen kann. Die Kombination
des Kamms 1244 in Verbindung mit der Konstruktion 1242 und
der Nase 1234 hält
die Leiterplatte 1404 innerhalb des Chiphohlraums 1236 an
Ort und Stelle fest. In einem Ausführungsbeispiel ist eine Aussparung 1237 als
ein Artefakt des Spritzverfahrens vorgesehen.
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Der
Chipträger 1200 kann
unter Verwendung eines gespritzten Acrylonitrilbutadienstyrol-Polymers (ABS),
eines Polyoxymethylen-(POM)-Polymers, eines Styrol-Polymers oder
mittels Styrol-Copolymeren verwirklicht werden. In einem Ausführungsbeispiel ragt
die Nase 1234 aus dem Spalt 1210, um die Nachgiebigkeit
der Nase 1234 für
ein Einsetzen und Entfernen der gedruckten Leiterplatte 1404 zu
fördern. 15 zeigt
schematisch veranschaulichend eine Schnittansicht des Spalts 1210 und
der Nase 1234. Wie zu sehen, ist die Nase 1234 als
ein Abschnitt der Oberteilbasis 1204 gespritzt. Das Vorhandensein
des Spalts 1210 schafft zusätzliche Flexibilität für die Nase 1234,
ohne die Fläche
zu belasten, auf der die Nase 1234 auf die obere Fläche 1204 trifft. Außerdem sind
in 15 die Grenzfläche
zwischen der Nase 1234, der Unterseite der oberen Fläche 1204 und
der gedruckten Leiterplatte 1404 veranschaulicht.
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13 zeigt
schematisch veranschaulichend ein Ausführungsbeispiel der Vorderkante 1208 mehr
im Einzelnen. In diesem Ausführungsbeispiel sind
auf der Vorderkantenbasis 1212 mehrere Zähne 1304 angeordnet.
Diese Zähne 1304 können verwirklicht
werden, um ein Einführen
des Chipträgers 1200 in
den Sockel 132 zu erleichtern. In dem in 13 veranschaulichten
Ausführungsbeispiel
sind die Zähne 1304 als
abgeschnittene gerade Prismen oder pyramidenförmige Stümpfe durchgeführt. Alternative Formen
können
verwirklicht werden, jedoch vereinfacht die abgewinkelte Vorderkante
der Zähne 1304 die
Führung
des Trägers 1200.
Darüber
hinaus erstrecken sich die Zähne 1304 in
dem in 13 veranschaulichten Ausführungsbeispiel
nicht über
die Vorderkantenbasis 1212 hinaus. In diesem Ausführungsbeispiel
ragen die Zähne 1304 nicht
zwischen die Kontaktstücke 1408 auf
der gedruckten Leiterplatte 1404.
-
Die
vielfältigen
oben beschriebenen Anordnungen können
mittels Hardware, Software oder einer Kombination davon verwirklicht
werden und können
in einem Rechnersystem oder einem sonstigen Verarbeitungssystem
durchgeführt
werden. In der Tat sind diese Elemente in einer Anordnung unter
Verwendung eines Rechnersystems verwirklicht, das in der Lage ist,
die im Zusammenhang mit diesen beschriebene Funktionalität durchzuführen. Ein
exemplarisches Rechnersystem ist beispielsweise von der in 1 veranschaulichten
Art.
-
16 veranschaulicht
in einem Blockdiagramm ein Universalrechnersystem, das beispielsweise
von einem Rechner auslesbare Medien enthält, um Rechnersoftware oder
Befehle für
ein Ausführen
der hier beschriebenen Funktionalität zu schaffen. Das veranschaulichte
Rechnersystem 1602 enthält
einen oder mehrere Prozessoren, z.B. einen Prozessor 1604.
Der Prozessor 1604 ist mit einem Datenübertragungsbus 1606 verbunden.
Vielfältige
Softwareausführungsbeispiele
sind hier anhand dieses exemplarischen Rechnersystems beschrieben.
Nach dem Lesen dieser Beschreibung wird einem auf dem Gebiet bewanderten
Fachmann klar sein, wie anderer Rechnersysteme oder Rechnerarchitekturen
zu verwenden sind, einschließlich
beispielsweise der in 1 veranschaulichten Architektur.
-
Das
Rechnersystem 1602 enthält
ferner einen Hauptarbeitsspeicher 1608, vorzugsweise einen RAM-Speicher
(RAM), und kann auch einen Sekundärspeicher 1610 aufweisen.
Der Sekundärspeicher 1610 kann
beispielsweise ein Festplattenlaufwerk 1612 und/oder ein
Wechselspeicherlaufwerk 1614 beinhalten, z.B. ein Diskettenlaufwerk,
ein Magnetbandlaufwerk, ein optisches Plattenlaufwerk, usw. Das
Wechselspeicherlaufwerk 1614 liest aus einem Wechselspeichermedium 1618 und/oder
schreibt auf dieses. Zu den Wechselspeichermedien 1618 zählen beispielsweise
Diskette, Magnetband, optische Platte, usw., die durch das Wechselspeicherlaufwerk 1614 ausgelesen
und auf die von diesem geschrieben wird. Es ist klar, dass zu den
Wechselspeichermedien 1618 ein rechnerkompatibles Speichermedium
gehört,
das darauf gespeicherte Rechnersoftware und/oder Daten enthält.
-
In
alternativen Anordnungen kann der Sekundärspeicher 1610 andere ähnliche
Mittel enthalten, die es ermöglichen,
Rechnerprogramme oder sonstige Befehle in das Rechnersystem 1602 zu
laden. Zu solchen Mitteln können
beispielsweise eine Wechselspeichereinheit 1622 und eine
Schnittstelle 1620 zählen.
Beispiele hierfür
können
eine Programmcartrige und Cartrigeschnittstelle (wie sie beispielsweise
in Videospielvorrichtungen zu finden ist), ein Wechselspeicherchip
(beispielsweise ein EPROM, PROM oder eine sonstige Speichereinrichtung)
und zugeordnete Sockel sowie sonstige Wechselspeichereinheiten 1622 und
Schnittstellen 1620 beinhalten, die es ermöglichen,
Software und Daten von der Wechselspeichereinheit 1622 zu
dem Rechnersystem 1602 zu übertragen. In einigen Ausführungsbeispielen
kann die Wechselspeichereinheit 1622 dauerhaft mit der
Schnittstelle 1620 der Wechselspeichereinheit verbunden
sein.
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Das
Rechnersystem 1602 kann auch eine Datenkommunikationsschnittstelle 1624 enthalten. Die
Datenkommunikationsschnittstelle 1624 ermöglicht es,
Software und Daten zwischen dem Rechnersystem 1602 und
externen Vorrichtungen auszutauschen. Zu Beispielen der Datenkommunikationsschnittstelle 1624 können ein
Modem, eine Netzwerkschnittstelle (beispielsweise eine Ethernetkarte), ein
Datenkommunikationskanal, ein PCMCIA-Slot für entsprechende Karten, usw.
zählen. Über die
Datenkommunikationsschnittstelle 1624 transferierte Software
und Daten liegen in Form von Signalen vor, die elektronische, elektromagnetische,
optische oder sonstige Signale sein können, die sich von der Datenkommunikationsschnittstelle 1624 entgegennehmen
lassen. Diese Signale werden über
einen Kanal 1628 an die Datenkommunikationsschnittstelle
ausgegeben. Dieser Kanal 1628 überträgt Signale und kann durch drahtlose
Medien, durch Draht oder Kabel, durch Glasfaseroptik oder durch
sonstige Datenkommunikationsmedien verwirklicht werden. Zu einigen
Beispiele eines Kanals können
ein Telefonleitung, ein Mobiltelefonverbindungselement, ein HF-Verbindungselement,
ein Netzwerk, das Internet und sonstige Datenkommunikationskanäle zählen.
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Im
vorliegenden Schriftstück
werden die Begriffe "Rechnerprogrammmedium" und "von einem Rechner
verwendbares Medium" verwendet,
um im Allgemeinen Medien wie die Wechselspeichermedien 1618,
eine in dem Festplattenlaufwerk 1612 eingebaute Festplatte,
die Wechselspeichereinheit 1622 und Signale auf dem Kanal 1628 zu
bezeichnen. Diese Begriffe können
sich auch auf den Hauptarbeitsspeicher 1608 beziehen, wobei
der Hauptarbeitsspeicher 1608 ein Rechnerprogramm oder
eine Komponente davon speichert. Diese Softwareprodukte sind Mittel,
die dazu dienen, dem Rechnersystem 1602 Software zur Verfügung zu
stellen.
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Rechnerprogramme
oder Rechnerbefehle (auch als Rechnersteuerlogik bezeichnet) können in dem
Hauptarbeitsspeicher 1608 und/oder in dem Sekundärspeicher 1610 gespeichert
werden. Die Rechnerprogramme können
auch über
die Datenkommunikationsschnittstelle 1624 entgegengenommen
werden. Wenn solche Rechnerprogramme ausgeführt werden, ermöglichen
sie dem Rechnersystem 1602 die hier erörterten Schritte durchzuführen. Insbesondere
ermöglichen
die Rechnerprogramme während ihrer
Ausführung
dem Prozessor 1604 die notwendigen Schritte durchzuführen. Dementsprechend
repräsentieren
derartige Rechnerprogramme Controller des Rechnersystems 1602.
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In
einer Anordnung, in der die Elemente mittels Software verwirklicht
sind, kann die Software in einem Softwareprodukt gespeichert sein
und mittels des Wechselspeicherlaufwerks 1614, der Wechselspeichereinheit 1622,
der Festplatte 1612 oder der Datenkommunikationsschnittstelle 1624 in
das Rechnersystem 1602 geladen werden. Wenn die Steuerlogik
(Software) durch den Prozessor 1604 ausgeführt wird,
veranlasst sie den Prozessor 1604, die hier beschrieben
Funktionen durchzuführen.
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In
noch einer Anordnung sind die Elemente hauptsächlich in Form von Hardware
verwirklicht, beispielsweise unter Ver wendung von Hardwarekomponenten,
wie z.B. anwendungsspezifischen integrierten Schaltkreisen (ASICs
= Application Specific Integrated Circuits). Eine Verwirklichung
der Hardwarevorrichtung zum Durchführen der hier beschriebenen
Funktionen wird dem mit dem betreffenden Gebieten befassten Fachmann
einleuchten. Obwohl die Hardwarekomponenten im herkömmlichen
Sinne kein "Rechnerprogramm" sind, können sie
als ein (wenn auch möglicherweise
fest verdrahtetes) Rechnerprogrammmedium aufgefasst werden, das
es dem System ermöglicht,
die beschriebenen Funktionen durchzuführen. In einer weiteren Anordnung werden
Elemente unter Verwendung einer sowohl Hardware als auch Software
verwendenden Kombination verwirklicht. In dieser Anordnung kann
die Kombination von Hardware und Software in ähnlicher Weise als ein Rechnerprogrammmedium
angesehen werden, das dem System eine Durchführung der beschriebenen Funktionen
ermöglicht.
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Während im
Vorausgehenden vielfältige Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung beschrieben wurden, sollte es klar sein,
dass diese lediglich als Beispiele erörtert wurden und nicht beschränken sollen.
Somit sollte der Schutzumfang und Gegenstand der vorliegenden Erfindung
durch keines der oben beschriebenen exemplarischen Ausführungsbeispiele
beschränkt
werden, sondern sollte ausschließlich gemäß den folgenden Ansprüchen und
deren äquivalenten
Formen definiert sein.