ES2317045T3 - Analizador de diagnostico de prueba de ensayo. - Google Patents
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Abstract
Un sistema de manejo de portadores (10) para un analizador de diagnóstico de prueba de ensayo, incluyendo: una bahía de carga (120) para recibir y mantener la pluralidad de portadores (126, 128); un dispositivo de identificación (132, 166) configurado para identificar una característica identificadora asociada con los portadores (126, 128) para determinar el tipo de contenido cargado en cada portador (126, 128); y un transportador (130) configurado para transportar los portadores (126, 128) desde la bahía de carga (120) a una posición primera o segunda (132, 168) dependiendo del tipo determinado de contenido en cada portador (126, 128) para realizar un proceso de diagnóstico usando el contenido, teniendo el transportador (130) acceso aleatorio a la pluralidad de portadores (126, 128) en la bahía de carga (120), incluyendo además dicho sistema un primer elemento de soporte de portador que incluye la primera posición (132) y que está dispuesto para acceso por un módulo de diagnóstico (136) que está configurado para realizar el proceso de diagnóstico, donde el transportador (130) está configurado para transportar los portadores (126, 128) desde la bahía de carga (120) al primer elemento de soporte de portador y caracterizado porque el dispositivo de identificación (166) está configurado para identificar el contenido al menos como muestras y reactivos a usar en el proceso de diagnóstico, estando asociado el dispositivo de identificación (166) con el transportador (130) de tal manera que el transportador (130) transporte las muestras a la primera posición (132) y los reactivos a la segunda posición (168).
Description
Analizador de diagnóstico de prueba de
ensayo.
\global\parskip0.900000\baselineskip
La presente invención se refiere a un sistema de
manejo de muestras y reactivos para analizar automáticamente
muestras con un módulo de diagnóstico. Más en concreto, la invención
se refiere a un sistema de manejo de muestras en el que portadores
de muestras y reactivos están colocados en una bahía de carga y son
transportados por un transportador a una posición diferente
dependiendo del contenido de los portadores. La invención también
se refiere a un módulo de diagnóstico con un mecanismo para
colocar los portadores en una posición de aspiración.
En el pasado, los sistemas de manejo de muestras
tenían un portador de recorrido único que se pararía en posiciones
especificadas deseadas para realizar la prueba. En estos sistemas
de recorrido único, si había que volver a realizar una prueba o
llevar a cabo prioritización prioritaria de una muestra, el tubo
tendría que recorrer todo el sistema de módulos para ser analizada
o volver a ser analizada. Esto daba lugar a un retardo
significativo del análisis y reanálisis o a mecanismos muy
complejos y caros de dirección de portadores.
Un ejemplo de un dispositivo de manejo de
muestras de recorrido único se describe en la Patente de Estados
Unidos número 5.876.670 de Mitsumaki. En Mitsumaki, un portador de
muestras, que sujeta una pluralidad de tubos de prueba, es
transferido a los módulos analizadores por una correa
transportadora movida por un motor. Todos los portadores de muestra
en la correa de transporte pasan a través de la posición de
muestreo para el primer módulo analizador y deben ser transferidos
preferiblemente a una posición de recepción hasta llegar a la
posición de muestreo para el segundo módulo analizador. Cuando hay
que volver a analizar una muestra, entonces el operador hace volver
el portador de muestra al inicio de la correa de transporte. Una
porción de suministro urgente de muestras está dispuesto en un
extremo de la correa cerca de la porción de suministro de muestras,
permitiendo que grupos de muestras urgentes sean procesadas antes
que los grupos generales. En Mitsumaki, el sistema de manejo de
muestras procesa muestras secuencialmente a lo largo de la correa
de transporte y no vuelve a analizar automáticamente las
muestras.
Otro ejemplo de un sistema anterior de manejo de
muestras se describe en la Patente de Estados Unidos número
5.665.309 de Champseix y colaboradores. El dispositivo de Champseix
y colaboradores incluye un rack de contención para una pluralidad de
tubos de prueba; una estación de muestreo para muestrear el
contenido de un tubo; y un dispositivo de agarre para extraer un
tubo de una posición seleccionada en el rack, llevar el tubo a la
estación de muestreo y hacer volver el tubo a su posición
seleccionada. El dispositivo de agarre mueve los tubos individuales
de un rack a la estación de muestreo. Sin embargo, el dispositivo
de manejo de muestras de Champseix y colaboradores no describe un
método para volver a analizar automáticamente muestras o procesar
muestras stat.
La Patente de Estados Unidos número 5.260.872 de
Copeland describe un sistema de análisis automatizado para el
análisis de la calidad de muestras de producción, incluyendo una
estación de carga para recibir un rack de tubos de prueba
conteniendo una pluralidad de tubos de prueba; una estación de
pipeteado; una estación de goteo; y un dispositivo robótico que
tiene un brazo adaptado para tomar un rack de tubos de prueba de la
estación de carga, mover el rack a la estación de pipeteado de modo
que los fluidos puedan ser pipeteados a los tubos de prueba; mover
el rack a la estación de goteo; y hacer volver el rack a la
estación de carga según un programa de ordenador. Cuando el rack de
tubos de prueba Copeland es devuelto a la estación de carga los
tubos se puede quitar y desechar y el rack se carga posteriormente
con un conjunto nuevo de tubos de prueba. El sistema Copeland no
permite el reanálisis automático o la prueba de muestras stat.
En el pasado, los reactivos se cargaban
manualmente en un sistema de análisis automatizado con un módulo de
diagnóstico. A menudo hay que cambiar el reactivo en medio de una
prueba debido al consumo del reactivo en un kit o a la expiración
de un reactivo. Además, se puede necesitar un reactivo cuando el
sistema tenga que ejecutar más tipos de pruebas, analitos, en un día
que posiciones de reactivo en el analizador. La carga manual de los
reactivos a menudo originaba una interrupción de la prueba en
proceso o al menos una pérdida de producción.
La Patente de Estados Unidos número 6.060.022
describe un sistema automático de manejo de portadores en que el
procesado se realiza en base primero en entrar, primero en salir,
excepto con recipientes que precisan tratamiento prioritario. Los
recipientes son colocados por el operador dentro de una región de
prioridad en la estación de trabajo para procesado de prioridad.
Además, un controlador central determina selectivamente qué
analizador usar para cada espécimen usando un software cargado en la
memoria del controlador, donde el software compara datos de
disponibilidad del analizador con las pruebas que precisa el
espécimen. Los datos de disponibilidad del analizador incluyen qué
pruebas es capaz de realizar cada analizador, e información de
estado del analizador, tal como si se han cargado reactivos para
pruebas concretas y reserva del analizador.
La Patente de Estados Unidos número 4.678.752
describe un sistema automático de manejo de portadores en el que un
rack para sujetar una pluralidad de paquetes de reactivo se carga
en una estación de introducción. El rack es movido en traslación en
pasos incrementales delante de una estación de transferencia de
líquido por medio de un sistema de lanzadera. Además, se coloca un
lector de código de barras encima del recorrido que sigue el
paquete de reactivo a lo largo de un carril de guía, colocado entre
el rack y una estación de transferencia de líquido.
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La presente invención se refiere a un analizador
de diagnóstico de prueba de ensayo y su sistema de manejo. En una
realización preferida, el sistema de manejo incluye una bahía de
carga para recibir y mantener una pluralidad de portadores. Un
dispositivo de identificación está configurado para identificar una
característica identificadora de los portadores o recipientes para
determinar el tipo de contenido cargado en cada portador. Un
transportador está configurado para transportar los portadores de la
bahía de carga a una posición primera o segunda dependiendo del tipo
determinado de contenido en cada portador. Se lleva a cabo un
proceso de diagnóstico usando el contenido. El transportador tiene
acceso aleatorio a la pluralidad de portadores en la bahía de
carga.
En esta realización, el dispositivo de
identificación está configurado para identificar el contenido de los
portadores al menos como muestras o reactivos. El dispositivo de
identificación está asociado con el transportador de tal manera que
el transportador pueda transportar las muestras a la primera
posición y los reactivos a la segunda posición. Aunque la bahía de
carga puede tener una zona de carga de muestras y una zona separada
de carga de reactivos, en una realización más preferida, sin
embargo, se dispone una sola zona de carga en la que la muestra en
los portadores de reactivo se puede colocar en cualquier orden. El
dispositivo de identificación está configurado preferiblemente para
identificar el tipo de contenido independientemente de dónde se
cargan los portadores en la bahía de carga. Muy preferiblemente, el
transportador puede transportar los portadores de y/o a
sustancialmente cualquier posición en la bahía de carga y/o la
posición primera o segunda respectiva.
Una ventaja del presente sistema de manejo es
que los reactivos pueden ser cargados y descargados cuando los
reactivos se consumen o caducan, sin interrumpir la operación de la
prueba automatizada o reducir la producción del sistema. Además, el
presente sistema de manejo incluye la capacidad de intercambiar un
analito por otro, según requiera la prueba, sin interrumpir la
operación de la prueba o reducir la producción del sistema.
Un primer elemento de soporte de portador de la
realización preferida, por ejemplo una plataforma de aspiración,
incluye la primera posición y está dispuesto para acceso por un
módulo de diagnóstico configurado para realizar el proceso de
diagnóstico. Los transportadores pueden estar configurados para
transportar los portadores de una bahía de carga al primer elemento
de soporte de portador y adicionalmente para mover los portadores
entre posiciones diferentes en el primer elemento de soporte de
portador. El transportador puede mover preferiblemente los
portadores a y de una pluralidad de primeras posiciones en el
soporte de portador, por ejemplo, para colocar más de un portador
en el elemento de portador en cualquier momento. En una realización
alternativa, el primer elemento de soporte de portador puede
incluir un posicionador que puede estar configurado para recibir y
mover los portadores para acceso por el módulo de diagnóstico para
analizar el contenido de al menos uno de los múltiples recipientes
de los portadores.
Preferiblemente, la característica
identificadora incluye una característica ópticamente legible. El
dispositivo de identificación puede incluir así un lector óptico que
es capaz de leer esta característica. Las características
identificadoras en los portadores los identifican preferiblemente
como de contención de reactivos o muestras. Preferiblemente, las
muestras y los reactivos individuales también pueden ser
identificados individualmente por el dispositivo de identificación.
Alternativamente, los portadores se pueden distinguir por otras
diferencias físicas que pueden ser detectadas por un sensor, o los
diferentes tipos de portadores pueden estar en orientaciones
ligeramente diferentes para poder identificarlos por la posición del
portador. En otra realización, la característica identificadora es
una característica física identificable, tal como la altura del
portador.
Un ordenador de control programable puede
controlar el movimiento del transportador y otras partes móviles
del dispositivo en base a datos de entrada y un orden de prioridad
preprogramado para procesar el contenido de los portadores. En una
realización preferida, las muestras a analizar se cargan en el
sistema de diagnóstico, y los portadores de reactivo que sujetan
los recipientes con reactivos también se cargan en el sistema. Los
portadores de reactivo son transportados a elementos de soporte de
reactivo, tal como en un carrusel, automáticamente por un
transportador. Las muestras son analizadas con los reactivos
apropiados dependiendo de la prueba que se realice.
Una realización preferida de un portador incluye
al menos una porción de sujeción de recipiente que está configurada
para sujetar un recipiente con una sustancia fluida, tal como las
muestras o los reactivos. Preferiblemente el portador está
configurado para transportar reactivos, y puede incluir un elemento
agitador para mover al menos uno de los elementos de sujeción con
respecto al cuerpo del portador. El elemento agitador puede incluir
una primera porción de enganche que se puede enganchar con una
segunda porción de enganche del analizador de diagnóstico para
mover el recipiente mantenido por la porción de sujeción con
respecto al cuerpo de un portador. Este movimiento es
preferiblemente en respuesta a movimiento relativo entre el cuerpo
de portador y la segunda porción de enganche. Se puede disponer una
pluralidad de porciones de sujeción en el portador, y
preferiblemente no todas las porciones de sujeción están asociadas
con la primera porción de enganche de tal manera que no todos los
recipientes sean movidos con respecto al cuerpo. Este movimiento
realiza preferiblemente la mezcla o agitación del contenido del
recipiente. En una realización preferida, el primer elemento de
enganche está configurado para girar el recipiente asociado con él.
El elemento de enganche puede ser rotativo y está configurado para
rodar contra el segundo elemento de enganche. En una realización,
el primer elemento de enganche incluye un engranaje que está
configurado para engranar con dientes del segundo elemento de
enganche, o una rueda de rozamiento que está en enganche de
rozamiento con el segundo elemento. En una realización en la que los
portadores están montados en un carrusel, el segundo elemento de
enganche puede incluir un engranaje anular o rueda de rozamiento
dispuesta junto a una porción móvil del carrusel para engranar con
el engranaje o contactar la rueda de rozamiento en el portador.
Así, cuando el carrusel gira alrededor del engranaje anular o la
rueda de rozamiento, el engranaje de portador o la rueda de
rozamiento produce una rotación del recipiente montado. La relación
entre el engranaje anular y el engranaje de portador puede ser un
entero para facilitar la lectura de un código de barras situado en
la botella de reactivo cuando los portadores de reactivo se sacan
del carrusel de reactivo.
Las porciones de sujeción preferidas están
configuradas para agarrar los recipientes colocados encima. Además,
el cuerpo puede tener una porción de mango para facilitar el agarre
del portador cargado con la mano. También se puede disponer una
porción de acoplamiento de transportador para acoplar con el
transportador con el fin de permitir el transporte del portador
entre posiciones diferentes en el dispositivo.
En la realización preferida, un dispositivo de
colocación está configurado para recibir y colocar los portadores
para acceso por el módulo de diagnóstico. Este dispositivo de
colocación se facilita preferiblemente para recibir los portadores
de reactivo e incluye la segunda posición y es el segundo elemento
de soporte de portador. Un elemento de retención que no es parte de
la presente invención asociado con el dispositivo de colocación,
está configurado para bloquear el portador al dispositivo de
colocación. El elemento de retención está asociado preferiblemente
operativamente con el transportador para liberar e incluir el
portador del transportador para transportar el portador desde él.
Esta asociación operativa la puede realizar una conexión mecánica
activada por contacto, una conexión eléctrica, o puede ser realizada
por el ordenador de control, que rastrea las posiciones del
transportador y el dispositivo de colocación.
El dispositivo de colocación preferido es un
carrusel movido rotativamente para que el módulo de diagnóstico
pueda acceder al contenido del portador. Un elemento de activación
que no es parte de la presente invención, está asociado
operativamente con el transportador para liberar el portador al
contacto entre el transportador y el elemento de activación. Un
elemento de bloqueo de portador que no es parte de la presente
invención, está configurado preferiblemente para movimiento con
respecto al carrusel en asociación con el portador para bloquear y
desbloquear el portador. El elemento de activación es desplazado
preferiblemente por el transportador para mover el elemento de
bloqueo de portador para producir el bloqueo y/o el desbloqueo del
portador. Preferiblemente, el elemento de bloqueo desplaza el
portador con respecto al carrusel para mover el portador a una
posición bloqueada. El carrusel es preferiblemente rotativo o de
otro modo móvil con respecto al elemento de activación, y el
elemento de bloqueo está montado preferiblemente en el carrusel. El
elemento de activación y el elemento de bloqueo están dispuestos de
tal manera que el elemento de activación en la posición inactiva no
interfiera con el elemento de bloqueo durante la rotación del
carrusel.
El elemento de retención que no es parte de la
presente invención, también incluye preferiblemente un elemento de
retención configurado para retención en una porción retenible del
portador en la posición bloqueada, preferiblemente al movimiento
relativo entre el elemento de retención y la porción retenible. El
elemento de bloqueo es preferiblemente móvil con respecto al
carrusel y está asociado con el portador para mover al menos una
porción del portador con respecto al elemento de retención para
bloquear y desbloquear el portador. Además, el elemento de bloqueo
puede tener una lengüeta que se recibe en el rebaje del portador
para deslizar el portador con respecto al elemento de
retención.
Se puede prever un sensor de portador para
detectar la presencia del portador en el dispositivo de colocación.
Este sensor de portador puede ser, por ejemplo, un sensor de efecto
Hall, óptico o capacitivo.
Se realizarán y lograrán ventajas adicionales de
la invención con el aparato y método expuestos en particular en la
descripción escrita y sus reivindicaciones, así como en los dibujos
anexos. Se ha de entender que la descripción general anterior y la
descripción detallada siguiente son ejemplares y se ha previsto que
ofrezcan una explicación adicional de la invención
reivindicada.
\vskip1.000000\baselineskip
La figura 1 es una vista en perspectiva de una
realización preferida del sistema de manejo de muestras de la
presente invención.
La figura 2 es una vista en planta superior del
sistema de manejo de muestras de la figura 1 con las puertas de
acceso quitadas.
La figura 3 es una vista en perspectiva de una
realización preferida del sistema de manejo de muestras con dos
módulos de diagnóstico.
La figura 4 es una vista en planta superior del
sistema de manejo de muestras de la figura 3 con las puertas de
acceso quitadas.
La figura 5 es una vista en perspectiva de una
realización preferida de un posicionador de portador.
La figura 6 es una vista en perspectiva de una
realización preferida de un transportador.
La figura 7 es una vista superior de otra
realización de un sistema analizador de diagnóstico según la
presente invención.
La figura 8 es una vista en perspectiva de su
plataforma de aspiración, incluyendo una bandeja de recepción de
muestras.
La figura 9 es una vista en perspectiva de una
realización preferida de un portador de reactivo.
Las figuras 10 y 11 son vistas en perspectiva
superior e inferior, respectivamente, de un sistema de colocación y
bloqueo de reactivo de la realización de la figura 7 en una posición
desbloqueada, con un carrusel representado en la figura 10 en
sección transversal, pero ocultado en la figura 11 para mayor
claridad.
Las figuras 12 y 13 son vistas en perspectiva
superior e inferior, respectivamente, del portador de reactivo en
una posición bloqueada.
Y la figura 14 es una vista frontal de otra
realización preferida de un rack de carga.
La presente invención se refiere a un sistema de
manejo aleatorio de muestras y reactivos para mover muestras y
reactivos a y de un módulo de diagnóstico para la realización
automática de pruebas y la repetición de pruebas. El sistema de
manejo aleatorio incluye un rack de carga para recibir una
pluralidad de portadores. Los portadores pueden incluir varios
tubos llenos de muestras. En una realización preferida, los
portadores de muestra se disponen en una serie lineal estacionaria
en un rack de carga colocado delante de los módulos de diagnóstico.
El operador puede cargar los portadores individualmente o en
bandejas para manejo conveniente de múltiples portadores. Se ha
dispuesto ranuras de portador individuales para cargar muestras de
alta prioridad o stat que requieren procesado inmediato.
Se facilita un dispositivo robótico para
transportar los portadores a y del rack de carga y a y de un
posicionador de portador junto al (a los) módulo(s) de
diagnóstico. El dispositivo robótico tiene un brazo, controlado por
un ordenador programable, que mueve los portadores según sea
preciso para la realización de pruebas y repetición de pruebas. El
sistema incluye software que permite a los usuarios configurar
flexiblemente las reglas o criterios de repetición de pruebas con
las muestras. Estas reglas también pueden ser utilizadas para
cambiar a otro tipo de prueba dependiendo de los resultados de una
prueba anterior. Éste puede ser un acercamiento de costo muy
razonable que, cuando se utiliza, minimiza la intervención del
operador en tiempo real. El sistema también incluye software capaz
de interrumpir la operación del manipulador de muestras en caso de
que el usuario decida cambiar la prueba o pruebas solicitadas con
respecto a una muestra concreta después de cargar el portador.
El posicionador de portador está situado junto a
un módulo de diagnóstico para colocar los portadores de modo que
las muestras seleccionadas para prueba puedan ser aspiradas por una
sonda. El posicionador incluye un carro conectado a un husillo
madre movido por un motor paso a paso en respuesta a órdenes del
ordenador programable. En una realización preferida, el
posicionador de portador puede acomodar al menos dos portadores,
permitiendo que el módulo de procesado realice una prueba en un
portador mientras el transportador carga otro portador en el
posicionador para mantener la producción del sistema.
Se facilita un lector de código de barras para
leer la identificación del portador y del recipiente. Un lector de
código de barras en el sistema lee etiquetas con códigos de barras
unidas a los portadores y los tubos de muestra o botellas de
reactivo cuando el dispositivo robótico pase los portadores por el
lector.
Se utiliza preferiblemente solamente un
dispositivo robótico y lector de código de barras para el sistema
de la presente invención, independientemente del tamaño. La
invención puede ser configurada dinámicamente para colas de
dimensiones variables dependiendo de la carga de trabajo concreta
del usuario. Adicionalmente, la capacidad total del sistema se
puede cambiar en base a requisitos de carga máxima que varían en
los segmentos de prueba en el laboratorio.
En la operación, el brazo robótico toma un
portador del rack de carga y lo pasa por el lector de código de
barras para identificar el portador y las muestras. Las pruebas
previamente programadas en el ordenador son asignadas a cada tubo en
el portador. El brazo robótico lleva el portador a analizar al
posicionador de portador. El posicionador es controlado por el
ordenador llevando el portador a una posición predeterminada junto a
un pipeteador en el módulo de diagnóstico. El pipeteador aspira
muestras del tubo para la realización de pruebas. Cuando finalizan
las pruebas en todos los tubos del portador, el brazo robótico carga
el portador y lo lleva de nuevo a su posición designada en el rack
de carga. Mientras los tubos de un portador están siendo aspirados,
un segundo portador puede ser llevado al carro.
El sistema de manejo de portadores puede incluir
más de un módulo de diagnóstico. Por ejemplo, en una realización
preferida, el sistema de manejo de portadores incluye dos módulos de
diagnóstico, un módulo de pruebas químicas clínicas y un módulo de
inmunoensayo. Se ha previsto un posicionador de portador para cada
módulo de diagnóstico en el sistema.
La presente invención proporciona un sistema
modular de muestreo aleatorio que puede ser adaptado a varios
módulos de diagnóstico. El presente sistema de manejo de portadores
es modular y escalable a diferentes tamaños de módulos de procesado
y puede ser usado para sistemas de módulos únicos o múltiples. El
sistema proporciona acceso aleatorio a portadores en el rack de
carga. Esta capacidad de acceso aleatorio permite al sistema acceder
y procesar rápidamente muestras de alta prioridad. Esta capacidad
también permite al sistema equilibrar la carga de trabajo de
múltiples módulos de procesado con diferentes capacidades de
producción. Después del procesado inicial de las muestras, los
portadores de muestra son devueltos a sus ranuras en la zona de
carga y posteriormente se accede a ellos de nuevo cuando finaliza la
prueba inicial ofreciendo capacidad automática de reanálisis. Esta
capacidad automática de reanálisis no requiere ninguna intervención
adicional por parte del operador. El acceso aleatorio asegura que
las muestras a volver a analizar puedan ser procesadas en el tiempo
más corto posible. El sistema es mecánicamente simple, lo que
minimiza el costo del sistema y maximiza la fiabilidad del sistema.
El sistema de la presente invención es autónomo y se puede montar y
comprobar independientemente de los módulos de procesado para
facilitar la fabricación y la instalación in situ.
También se facilita un sistema que procesa
muestras para realización de pruebas y repetición de pruebas con
mayor rapidez y con más fiabilidad que los sistemas de manejo
anteriores. El sistema de manejo de muestras de la invención también
puede realizar un procesado más rápido de muestras de alta
prioridad manteniendo al mismo tiempo la producción de muestras de
prueba rutinarias.
Se puede facilitar un sistema que tenga un
conjunto robótico para mover un portador con una pluralidad de
muestras de prueba de un rack de carga a una zona de análisis de
muestras y hacer volver el portador al rack de carga, y tener un
ordenador programable para (1) controlar el conjunto robótico, (2)
seleccionar portadores para prueba en base a una prioridad
predeterminada, (3) lograr la identificación positiva de los
portadores y muestras, y (4) identificar una interrupción de
identificación positiva cuando se ha abierto una puerta de acceso o
se ha quitado prematuramente un portador.
Una realización preferida de la invención es un
sistema de manejo de portadores, generalmente designado con el
número 10. Como se representa en las figuras 1 y 2, el presente
sistema de manejo 10 incluye un rack de carga 30 con una pluralidad
de ranuras 32 para recibir una pluralidad de portadores 40. Cada
portador 40 puede mantener una pluralidad de recipientes 42, tal
como tubos o copas, llenos de muestras. En este ejemplo, cada
portador 40 puede mantener cinco tubos 42. Sin embargo, los
portadores 40 pueden estar configurados para mantener más o menos
tubos 42 dependiendo de los requisitos del sistema.
Los portadores de muestra 40 están dispuestos en
el rack de carga 30 en una serie lineal estacionaria cerca de los
módulos de procesado 20. El operador puede cargar los portadores 40
sobre el rack de carga o la plataforma 30 de una bahía de carga
individualmente en ranuras 32 o en bandejas 35 para manejo
conveniente de múltiples portadores. El rack de carga 30 puede estar
configurado en formas diferentes, tal como circulares, con ranuras
alineadas alrededor de la bandeja circular. El rack de carga 30
incluye una zona de carga rutinaria 31 y una zona de muestras
urgentes o stat 33. En una realización preferida de la presente
invención, la zona de carga rutinaria 31 incluye una pluralidad de
bahías 36, alojando cada bahía 36 una bandeja 35. Cada bahía 36
incluye una puerta 38 unida al rack de carga 30. Cada puerta 38
incluye un retén que se libera automáticamente por la introducción
de una bandeja 35. Este retén es preferiblemente difícil de
accionar con la mano con el fin de evitar que el operador influya
en la operación de los portadores 40.
Los portadores 40 se pueden cargar en una
bandeja 35 antes de cargar la bandeja 35 en el rack de carga 30 por
delante 12 del sistema de manejo 10. Alternativamente, se puede
cargar un portador en la bandeja previamente cargada en el rack de
carga 30. En este ejemplo, una bandeja 35 contiene cinco portadores
y el rack de carga acomoda siete portadores stat 40 y cuatro
bandejas rutinarias 35 que contienen hasta 25 muestras cada una.
Sin embargo, el rack de carga 30 puede estar configurado de forma
diferente para acomodar requisitos de carga máxima que varían en
los segmentos de prueba en el laboratorio.
Los portadores 40 quedan colocados en las
ranuras de bandeja hasta que son seleccionados para la realización
de pruebas o la repetición de pruebas. Un portador 40 es liberado
para descargar inmediatamente después de la repetición de la prueba
o después de terminar todas las pruebas en el portador 40 cuando no
haya que repetir las pruebas. Una bandeja 35 es liberada para
descarga cuando todos los portadores 40 en la bandeja 35 han sido
liberados para descarga. Se carga un portador de alta prioridad o
stat 40 en la zona de muestras de alta prioridad 33. Un portador 40
situado en la zona de alta prioridad 33 es transferido al
posicionador de portador 80 para aspiración y posteriormente es
devuelto a la zona stat 33 hasta que un ordenador programable 60
determine si hay que repetir pruebas. Un portador stat 40 es
liberado para descarga después de finalizar todas las pruebas y de
aspirar todas las pruebas cuya repetición se ha pedido.
Se han dispuesto múltiples indicadores de estado
74 para indicar al operador cuándo se puede extraer una bandeja
completada 35 o un portador individual 40 en la zona de alta
prioridad 33. Por ejemplo, la luz indicadora de estado 74 es verde
para indicar que se puede acceder a la bandeja 35 o portador 40
correspondiente o la luz indicadora de estado 74 es ámbar para
indicar que la bandeja 35 o portador 40 está en proceso y se deberá
dejar en su lugar hasta que se haya terminado.
El presente sistema de manejo de muestras 10
incluye unos medios para detectar que se ha cargado una nueva
bandeja 35 o nuevo portador 40 en la zona de alta prioridad. Un
sensor de rack de carga 98 (no representado) está situado en cada
bahía o ranura stat para detectar la presencia de una bandeja o
portador respectivamente. Si se detecta una nueva bandeja, el
contenido de la bandeja 35 es explorado por un primer sensor 102 en
el portador transportador 50 para determinar si hay portadores en
la bandeja.
En una realización preferida, el sistema de
manejo de muestras 10 incluye un transportador de portadores 50
que consta de un dispositivo robótico que tiene un brazo robótico
52 para mover los portadores 40 según sea preciso para realización
de pruebas y repetición de pruebas (véase la figura 6). El brazo
robótico 52 tiene un dispositivo agarrador 54 que toma el portador
40 por una lengüeta 48 del portador. El transportador robótico 50
incluye un motor de accionamiento 58 que es controlado por un
ordenador programable 60. En la realización preferida, el brazo
robótico 52 atraviesa longitudinalmente la plataforma de carga 30
mediante una correa temporizadora 56. Sin embargo, los expertos en
esta técnica entenderán que se puede usar otros medios para mover
el brazo robótico 52.
El transportador 50 es capaz de elevar un
portador 40 una altura ligeramente mayor que la altura total del
portador 40 que sujeta un tubo 42 en el rack de carga 30. El
movimiento vertical del transportador 50 lo produce un husillo madre
90 movido por un motor paso a paso 92. El transportador robótico 50
también puede girar un portador 40 en un rango de movimiento de 210
grados entre posiciones para lectura del código de barras, acceso a
ranuras de portador, acceso a un posicionador de portador 80, y
acceso a una posición de almacenamiento de reactivo. El movimiento
rotacional del transportador 50 lo lleva a cabo un eje acanalado 96
acoplado a un motor paso a paso 97. El eje acanalado 96 permite
mover verticalmente el brazo robótico 52 manteniendo al mismo
tiempo una posición angular exacta. Aunque la realización preferida
incluye medios específicos para mover el transportador robótico, los
expertos en esta técnica entienden que se podría usar otros medios
para mover el transportador 50.
El presente sistema de manejo de muestras 10
también incluye un posicionador de portador 80 situado junto a un
módulo de diagnóstico 20 para realizar pruebas en las muestras en
los tubos de prueba 42 (véase la figura 5). En la realización
preferida, el posicionador de portador 80 tiene una pluralidad de
agujeros 86 para recibir portadores. El posicionador 80 puede poner
al menos dos portadores completos debajo del (de los)
punto(s) de prueba de un módulo de procesado, permitiendo
que el módulo de procesado aspire de un portador 40 mientras que el
transportador 50 carga otro portador 40 en el posicionador 80 para
mantener la producción del sistema. El posicionador de portador 80
incluye un carro 81 en un husillo madre 82 movido por un motor paso
a paso 84 en respuesta a órdenes del ordenador 60. Aunque en la
realización preferida el posicionador 80 es movido por un husillo
madre 88, el posicionador 80 podría ser movido por otros medios de
accionamiento conocidos tal como una correa, una cadena, un
cilindro neumático, o un motor lineal. El posicionador 80 podría
tener varias configuraciones, incluyendo múltiples agujeros 86 para
portadores rutinarios y portadores de alta prioridad.
En una realización preferida, el posicionador de
portador 80 tiene cuatro agujeros 86 para poder acomodar varios
tipos diferentes de módulos de procesado usando hardware común para
reducir el costo de producción general del sistema (véase la figura
5). El posicionador 80 está configurado para adaptarse a varios
módulos de diagnóstico 20. Por ejemplo, se puede usar dos agujeros
para un pipeteador y los otros dos agujeros para un pipeteador
diferente en el mismo módulo de diagnóstico 20. Alternativamente,
dos agujeros pueden acomodar únicamente portadores de muestras de
alta prioridad mientras que los otros dos agujeros acomodan
portadores de muestras rutinarias.
El robot transportador 50 ejecuta las seis
operaciones básicas siguientes de manejo de portador: 1) tomar el
portador 40 del rack de carga 30; 2) colocar el portador 40 en el
rack de carga 30; 3) colocar el portador 40 en el posicionador 80;
4) tomar el portador 40 del posicionador 80; 5) presentar el
portador 40 a un lector de código de barras 70; y 6) explorar las
bandejas 35 en busca de portadores 40.
En una realización preferida de la presente
invención, el robot transportador 50 incluye nueve sensores para
supervisar la correcta operación del sistema. Debido al valor único
y los peligros de las muestras biológicas que se transportan, es
importante un alto grado de capacidad de supervisión y verificación
de la operación del transportador 50. Se usa un primer sensor
reflector 102 en el transportador 50 para determinar la presencia
de un portador 40 en una bandeja 35 o ranura 32. Se usa un segundo
sensor (alineación de ranura de portador) 104 para verificar la
alineación correcta entre el transportador 50 y las ranuras de
portador en el rack de carga para la toma y colocación de los
portadores. Se usa un tercer sensor (alineación de posicionador de
portador) 106 para verificar la alineación entre el transportador y
los agujeros 86 en el posicionador 80. Se usa un cuarto sensor
reflector 107 para determinar si un portador 40 está presente en el
posicionador 80. Los movimientos horizontal, rotacional y vertical
del transportador 50 son supervisados por sensores quinto, sexto y
séptimo 108, 110, 112. Se usa un octavo sensor 114, colocado con el
sensor de movimiento rotacional 110, para verificar la posición
rotacional correcta del brazo robótico 52. En el brazo robótico 52
se encuentra un noveno sensor 116 que se utiliza para verificar que
el portador 40 está adecuadamente enganchado en el brazo 52 para un
transporte seguro. Aunque la realización preferida incluye los nueve
sensores antes descritos, los expertos en esta técnica entenderán
que se podría usar otros medios para supervisar y verificar la
operación del transportador 50 y el brazo robótico 52.
En el presente sistema de manejo de muestras se
incluye un lector de código de barras 70 para leer la identificación
del portador y la muestra. Se unen etiquetas de códigos de barras a
los portadores 40 y opcionalmente a los tubos de muestra 42. El
portador 40 es explorado una vez con un lector de código de barras
70 cuando el portador 40 es seleccionado en primer lugar. Después
de ser explorado, el portador 40 es movido solamente por el
transportador 50 o el posicionador lineal 80. En este punto, todos
los movimientos del portador 40 generan realimentación de posición y
alineación al ordenador 60, de modo que la identificación del
portador solamente tenga que ser leída por el lector de código de
barras 70 una vez.
Se puede emplear muchos tipos de módulos de
diagnóstico 20 con el presente sistema de manejo aleatorio de
muestras 10, incluyendo módulos de inmunoensayo o módulos de pruebas
químicas clínicas. Los ejemplos de módulos de diagnóstico adecuados
incluyen módulos de procesado ARCHITECT.RTM. I 1000, i2000, y c8000,
fabricados por Abbott Laboratories, Abbott Park, Illinois.
En una realización preferida del sistema de
manejo de muestras 10 se colocan múltiples cubiertas de acceso 94
sobre el rack de carga 30. Cuando se abre una puerta de acceso 94,
un enclavamiento conectado a la cubierta de acceso 94 indicará
preferiblemente una interrupción de identificación positiva,
requiriendo preferiblemente que el lector de código de barras 70
vuelva a explorar los portadores 40.
Durante la operación del presente sistema de
manejo de portadores 10, un operador carga las bandejas 30 o
portadores individuales 40 sobre el rack de carga 30. O el operador
introduce en el ordenador la identificación de la muestra del
paciente y las indicaciones de prueba o esta información puede ser
descargada al ordenador 60 desde un sistema de información de
laboratorio. Una indicación de prueba puede requerir una pluralidad
de ensayos separados. Una vez cargada una muestra, el ordenador
programable 60 determina el orden de las diferentes pruebas de
muestra en base a una prioridad preprogramada. El sistema detecta la
presencia de los portadores 40 y selecciona uno para muestreo. El
ordenador 60 activa el transportador robótico 50 para tomar el
portador seleccionado 40 del rack de carga 30 y transportar el
portador 40 pasándolo por el lector de código de barras 70 para
identificar el portador 40 y los tubos de muestra 42, los datos del
código de barras son enviados al ordenador programable 60. Las
pruebas previamente programadas en el ordenador 60 son asignadas a
cada tubo 42 en el portador 40. El transportador 50 lleva entonces
el portador 40 al posicionador 80. Software presente en el ordenador
60 controla el movimiento del posicionador 80, moviendo el portador
40 a una posición predeterminada junto a un lugar de prueba o
pipeteador en el módulo de diagnóstico 20. El pipeteador retira la
muestra de un tubo 42 para prueba.
Cuando se han completado las pruebas en todos
los tubos 42 en el portador 40, el brazo robótico 52 carga el
portador 40 y entonces mueve y devuelve el portador 40 a su
posición asignada en el rack de carga 30. Mientras los tubos 42 de
un portador 40 están siendo aspirados, se puede cargar un segundo
portador 40 en el carro 31 para prueba. En este punto, el indicador
de estado 74 mostrará un estado de mantenimiento del portador 40
hasta que el ordenador 60 tome la decisión de volver a efectuar la
prueba. Si hay que repetir pruebas, el portador 40 se seleccionará
de nuevo con el mismo proceso descrito anteriormente, pero sin
exploración de código de barras. El robot 50 sigue tomando
portadores 40, explorando y colocando los portadores 40 según sea
preciso. El indicador de estado 74 en cada bandeja 35 o ranura 32
mostrará una bandeja completada de portadores 35 o el portador 40
cuando no haya que repetir pruebas. El operador deberá quitar el
portador completado 40 o la bandeja de portadores 35 cuando hayan
sido liberados para descarga.
La identificación positiva de los portadores se
considera preferiblemente violada si se abre una cubierta de acceso
94 del sistema de manejo de muestras 10. Cuando se abre una puerta
de acceso 94, todos los portadores 40 deben ser reexplorados
preferiblemente antes de pruebas adicionales para obtener una
identificación positiva. Además, la identificación positiva de un
portador 40 es violada si se saca prematuramente un portador 40 o
una bandeja 35 en el rack de carga 30. En este punto el portador 40
o la bandeja 35 que se quitaron prematuramente deben ser
sustituidos y reexplorados preferiblemente. Los sensores de ranura
y bandeja 98 son supervisados de forma continua para identificar
tal violación de la identificación positiva. El ordenador
programable 60 comprueba rápidamente el estado de cada bandeja
individual o sensor de portador 98 en secuencia. Si se observa un
cambio en el estado del sensor, el ordenador 60 puede determinar
que un portador 40 o bandeja 35 ha sido quitado y la identidad del
contenido ya no se puede asegurar hasta que los portadores 40 en
cuestión sean explorados de nuevo.
En la realización preferida, el brazo de robot
52 no puede acceder al posicionador lineal 80 mientras se está
moviendo. Por ejemplo, si el posicionador 80 acomoda dos portadores
40, y ya hay dos portadores 40 en el posicionador 80, no se permite
prioridad a una muestra de alta prioridad o stat. La prueba de alta
prioridad debe esperar preferiblemente hasta que el portador 40 en
proceso haya terminado. En este punto, el portador completado 40
puede ser descargado, la muestra stat se cargará y procesará
inmediatamente. Sin embargo, si solamente un portador 40 está en el
posicionador 80, el portador de stat o prioridad se puede cargar
inmediatamente y después de completar la muestra corriente, se
colocará el portador stat o de prioridad para aspiración. La
aspiración se reanudará en las muestras rutinarias restantes después
de aspirar todas las muestras de tubos en el portador stat.
El software de ordenador incluye preferiblemente
un orden de prioridad preprogramado o programable para procesar
muestras. Por ejemplo, los portadores pueden ser seleccionados para
procesar según la prioridad siguiente:(1) - descargar portadores
completados; (2) - mover portadores aspirados al rack de carga; (3)
- repetición de pruebas stat o prioritarias; (4) - pruebas stat o
prioritarias; (5) - toma del portador stat o de prioridad,
exploración y movimiento a la zona de mantenimiento; (6) -
repetición de pruebas rutinarias; (7) - pruebas rutinarias; (8) -
toma de portador rutinario, exploración y movimiento a una zona de
mantenimiento. Se ha demostrado que este orden de prioridades da
lugar a una rápida respuesta a muestras de alta prioridad y a
mantener alta la producción del sistema. Los expertos en la técnica
entenderán que se puede implementar otros esquemas de prioridad para
lograr diferentes niveles de rendimiento y sensibilidad.
Otra realización preferida del sistema de manejo
de portadores se representa en las figuras 3 y 4 con una
pluralidad de módulos de diagnóstico 20. Esta realización
alternativa es muy similar a la ilustrada en las figuras 1 y 2.
Consiguientemente, números análogos en las figuras 3 y 4 indican
los mismos elementos que los definidos en conexión con las figuras
1 y 2.
El sistema de manejo de portadores 10' de las
figuras 3 y 4 incluye al menos dos módulos de diagnóstico. Los
módulos de diagnóstico 20 podrían incluir inmunoensayo, química
clínica, hematología, u otros módulos de diagnóstico conocidos, o
una combinación de estos módulos. Se ha previsto un posicionador de
portador 80 para cada módulo de diagnóstico 20. Un sistema de
manejo de muestras 10' con una pluralidad de módulos de diagnóstico
20 mejora la productividad en un laboratorio. Además, un sistema de
múltiples módulos reduce el requisito de muestras separadas o
alícuotas para distribución a diferentes sistemas. En el sistema de
la presente invención, las muestras pueden ser analizadas con los
diferentes módulos sin sacarlos del sistema. Este sistema de
múltiples módulos también reduce los requisitos de espacio en un
laboratorio y puede reducir los costos de operación.
Como se representa en la figura 3, una
realización preferida del sistema de manipulación de portadores 10'
incluye un rack de carga 30 que tiene siete ranuras de portador
urgentes o de prioridad 32 y 12 bahías 36 para recibir bandejas
rutinarias 35 que contienen cinco portadores 40 cada una.
Solamente se usan preferiblemente un
transportador de portadores 50 y un lector de código de barras 70
para el sistema de la presente invención, independientemente del
tamaño. Se usa software de control apropiado en el sistema de la
presente invención para seleccionar portadores 40 para prueba y
repetición de pruebas en base a una prioridad predeterminada,
dirigir la operación de los mecanismos, y supervisar la correcta
operación del sistema.
El presente sistema de manejo de muestras es
modular y escalable a diferentes tamaños de módulos de procesado y
puede ser usado para sistemas de módulo único o doble. El sistema
proporciona acceso aleatorio a portadores de muestra en la
plataforma de carga. Esta capacidad de acceso aleatorio permite al
sistema acceder y procesar rápidamente muestras de alta prioridad.
Esta capacidad también permite al sistema equilibrar la carga de
trabajo de dos módulos de procesado con diferentes capacidades de
producción. Después de procesar inicialmente las muestras, las
muestras pueden ser devueltas a la plataforma de carga y
posteriormente se puede acceder de nuevo a ellas cuando la prueba
inicial esté terminada para obtener la capacidad automatizada de
repetición de pruebas. Esta capacidad automática de reanálisis
preferiblemente no requiere ninguna intervención adicional del
operador. El acceso aleatorio asegura que las muestras a analizar
de nuevo puedan ser procesadas en el tiempo más corto posible. El
sistema es mecánicamente simple, lo que minimiza el costo del
sistema y maximiza la fiabilidad del sistema. El sistema de la
presente invención es autónomo y se puede montar y comprobar
independientemente de los módulos de procesado para facilitar la
fabricación e instalación in situ.
Se incluyen varias características en el
presente sistema de manejo de muestras para evitar la incorrecta
colocación de los portadores. En primer lugar, los sensores segundo
y tercero 104 y 106 en el transportador 50 verifican la alineación
correcta del portador 40 con el posicionador lineal 80 y el rack de
carga 30, respectivamente. Además, el primer sensor 102 verifica la
presencia de un portador 40 en el rack de carga 30 y el cuarto
sensor 107 (no representado) verifica la presencia de un portador
40 en el posicionador 80. Además, el sistema incluye frecuente
verificación por software de la operación de los sensores.
Con referencia a la figura 7, otra realización
de un sistema analizador de diagnóstico incluye una bahía de carga
120 con una bandeja de carga, que está configurada para recibir
recipientes de muestra y reactivo 122, 124. A fin de asegurar la
estabilidad de muestras y reactivos, se puede incluir refrigeración
en la zona de las bandejas de carga. Preferiblemente, los
recipientes de muestra y reactivo 122, 124 se mantienen en los
portadores de muestras y reactivos 126, 128, respectivamente. El
transportador robótico 130 está configurado para enlazar con y
transportar portadores de muestras y reactivos 126, 128.
El robot transportador 50 puede girar un
portador 40 en un rango de movimiento de 210 grados entre
posiciones para lectura del código de barras, acceso a ranuras de
portador, acceso a un posicionador de portador 80, y acceso a la
posición de almacenamiento de reactivo. El transportador 130 tiene
preferiblemente acceso aleatorio a cualquiera de los portadores de
muestra 126 o portadores de reactivo 128, independientemente de
dónde estén colocados en la bahía de carga 120. En la figura 7, los
portadores de reactivo 128 se representan en grupos a la derecha de
los portadores de muestra 126, pero el transportador preferido 130
y la bahía de carga 120 pueden acomodar los portadores 126, 128 en
cualquier posición y en cualquier orden, incluso con portadores de
reactivo 128 entre portadores de muestra 120. En una realización
alternativa, sin embargo, se prevén bahías separadas para
portadores de muestra 126 y portadores de reactivo 128.
La realización preferida tiene preferiblemente
una bandeja de aspiración con un estante de colocación de muestras
132, como se representa en la figura 8, que puede carecer de
cualquier mecanismo para mover el portador de muestra a lo largo.
El transportador 130 está configurado preferiblemente para recolocar
los portadores de muestra 126 a lo largo del estante 132 según sea
necesario para acceso por el módulo de diagnóstico 136. El
recipiente de muestra 122 al que ha de acceder el pipeteador 134 del
módulo de diagnóstico 136 se coloca en una posición de pipeteado,
que es preferiblemente adyacente a una ranura 138 en una pared
vertical del estante 132. La ranura 138 está configurada para
recibir el extremo del pipeteador 134 cuando es movido hacia abajo
hacia el contenido del recipiente de muestra 122. Para acceder a
otros recipientes de muestra 122 y el portador de muestra 126, el
transportador 130 recoloca los portadores de muestra 120 a lo largo
del estante 132. El estante 132 es preferiblemente suficientemente
grande para acomodar una pluralidad de portadores de muestra 126,
cada uno de los cuales puede ser recolocado por el transportador
según sea necesario para el acceso por parte del pipeteador 134.
El estante 132 tiene preferiblemente una superficie inferior de
soporte 142 y una pared delantera vertical 144 que es
suficientemente alta para que el portador de muestra 126 no se
salga del estante, así como una pared vertical trasera 146. La
pared trasera 146 es preferiblemente más alta que la pared delantera
144, el portador 126, y cualesquiera recipientes 122 que se
mantengan en el portador 126, y promueve la esterilidad del módulo
de diagnóstico 136, que se dispone preferiblemente detrás de la
pared trasera 146.
En la realización preferida, el portador de
muestra 126 tiene ranuras 140 alineadas axialmente con respecto a
los agujeros en los que se soportan los recipientes de muestra 122.
Las ranuras 140 permiten la exploración de un código de barras u
otra característica identificadora que esté presente en los
recipientes 122. En una realización alternativa, otro código de
barras u otra característica identificadora puede estar presente
también o alternativamente en el portador de muestra 126 propiamente
dicho.
Una realización preferida de un portador de
reactivo 128 se representa en la figura 9. El portador 128 tiene
un cuerpo de portador 150 que incluye porciones de sujeción
152-154, cada una de las cuales está configurada
para sujetar un recipiente de reactivo 124. Las tres porciones de
sujeción 152-154 tienen preferiblemente una
estructura para una conexión de encaje por salto en la base de un
recipiente 124. La porción de sujeción 154 incluye adicionalmente
protuberancias 156, que se pueden soportar en postes verticales 158
y que están configuradas para rodear una porción de diámetro
ampliado de la base de un recipiente de reactivo alternativo (no
representado) que no tiene las características de encaje por salto
que se encuentran en otros recipientes de reactivo.
La porción de sujeción 152 está configurada para
moverse con respecto al cuerpo de portador 150 para mover un
recipiente de reactivo 124 unido con el fin de lograr un efecto de
mezcla o agitación constante. Esto es deseable, por ejemplo, cuando
el reactivo incluye micropartículas que requieren movimiento
constante para mantener una suspensión generalmente homogénea. Esta
porción de sujeción 152 es móvil con respecto al cuerpo 150 con el
fin de producir este movimiento relativo.
Una porción de enganche, tal como el engranaje
170, está acoplada o asociada de otro modo con la porción de
sujeción 152, de tal manera que el engranaje 170 pueda ser movido
por un elemento externo al cuerpo de portador 150 para girar la
porción de sujeción 152. Preferiblemente, el engranaje 170 está
conectado por un eje 172 a la porción de sujeción rotativa 152,
como se representa en la figura 10. En una realización alternativa,
se puede usar un tipo diferente de porción de enganche, o se puede
montar un mecanismo de accionamiento a bordo, tal como un motor, en
el cuerpo del portador de reactivo 150. Aunque en la realización
preferida, solamente una de las porciones de sujeción es rotativa o
móvil con respecto al portador 128 para producir la agitación en los
recipientes de reactivo 124, en otras realizaciones más de una
porción de sujeción puede ser rotativa y más de una puede estar
asociada con el engranaje 170 para efectuar el movimiento con
relación al cuerpo de portador.
El engranaje 170 está dispuesto preferiblemente
cerca de un extremo del cuerpo de portador 150, preferiblemente
enfrente del acoplamiento de transportador 162, descrito más
adelante. El engranaje 170 está expuesto preferiblemente en un lado
inferior del cuerpo de portador 150, en un lado enfrente de la parte
de las porciones de sujeción que están configuradas para conectar
con los recipientes 124. La porción de sujeción 152 puede estar
elevada con respecto a las porciones de sujeción 153, 154, y
preferiblemente acomoda un recipiente 124 que es más corto que los
recipientes 124 colocados en las otras porciones de sujeción 153,
154, para colocar preferiblemente los extremos superiores de los
recipientes 124 sustancialmente a la misma altura.
Un extremo del cuerpo de portador 150 incluye
una porción de mango 160 para facilitar el agarre o la sujeción del
portador cargado con la mano por parte del usuario. La porción de
mango 150 está configurada preferiblemente como un gancho curvado
invertido con un espacio suficientemente grande para recibir
cómodamente al menos un dedo del usuario. Preferiblemente en el
extremo opuesto del cuerpo de portador 150 de la porción de mango
160 se ha dispuesto un acoplamiento de transportador 162, que es
preferiblemente similar a un acoplamiento de transportador 145 del
portador de muestra 126 representado en la figura 8. El
acoplamiento de transportador 162 de la realización preferida
incluye una porción de gancho angular con la que el transportador
puede acoplar para elevar, maniobrar y transportar el portador a
partes diferentes del sistema de diagnóstico.
El portador de reactivo preferido 128 también
tiene una característica identificadora, tal como un código de
barras 164. La característica identificadora puede ser un código de
barras uni- o bidimensional, tal como un código de barras del tipo
Code 128, u otras características que pueda ser identificada por el
sistema. Con referencia de nuevo a la figura 7, el sistema incluye
un dispositivo de identificación que puede tener un lector de
código de barras 166 u otro dispositivo de identificación adaptado
para interpretar e identificar información de una característica
identificadora en los portadores 126 y/o los recipientes 124. En
otra realización, la característica identificadora está dispuesta en
los recipientes 124, y puede ser accedida o leída por el dispositivo
de identificación cuando los recipientes 124 están cargados en el
portador 128. En otra realización, el dispositivo de identificación
está asociado con el transportador 130 de tal manera que una acción
del transportador 130 pueda identificar el tipo de contenido en los
recipientes 124 en cada portador 128. Por ejemplo, el transportador
130 puede estar provisto de un sensor montado encima que pueda
detectar una característica identificadora en los portadores 128 o
recipientes 124. Alternativamente, para llevar a cabo una
identificación inicial del tipo de contenido, el transportador puede
detectar las dimensiones físicas de los portadores que toma. Por
ejemplo, la altura vertical de los portadores de reactivo 128 o su
porción puede ser diferente de la altura de los portadores de
muestra 126. En una realización la altura a la que se l mantienen
los recipientes de muestra y reactivo en los portadores en la bahía
de carga es diferente y es detectada por el dispositivo de
identificación para determinar inicialmente si el contenido son
reactivos o muestras. Como se representa en la figura 14, las
cavidades 302 de la bandeja de carga retienen la base más ancha del
recipiente de reactivo 304, pero no retienen la base más estrecha
del portador de muestra 306. Así, el recipiente de reactivo se
coloca más alto que el portador de muestra dentro de la bandeja de
carga. La altura a la que el transportador 130 contacta o engancha
para elevar el portador respectivo 126, 128 es utilizada por el
ordenador de control para identificar el contenido como muestras o
reactivos. En una realización, se hace una determinación inicial del
tipo de contenido, por ejemplo, determinando la altura del portador
transportado, y posteriormente se hace una identificación positiva e
individual adicional del contenido, por ejemplo, por el lector de
código de barras.
En la realización preferida, el lector de código
de barras usado puede leer códigos de barras uni- y
bidimensionales, puesto que los códigos de barras unidimensionales
se usan preferiblemente en los recipientes de muestra, mientras que
los códigos de barras bidimensionales se usan en los portadores de
reactivo. Como se ha explicado anteriormente, se puede usar otros
tipos de características identificadoras, y los recipientes de
reactivo 124 y los portadores de muestra 126 se pueden etiquetar
adicionalmente con características identificadoras.
Cuando el ordenador de control ordena al
transportador 130 que tome un portador 126, 128, pone el portador
126, 128 para ser explorado por el lector de código de barras 166.
Esto permite al sistema determinar el tipo de contenido del
portador. Si el sistema determina que el portador transportado es
un portador de muestras 126, entonces el transportador 130 colocará
el portador 126 en la posición apropiada en el estante de bandejas
de aspiración 132. Por otra parte, si el sistema determina que se
está transportando un portador de reactivo 123, dicho portador 128
puede ser colocado en una zona de colocación de reactivo. La zona
preferida de colocación de reactivo incluye un carrusel 168, que
está configurado para moverse y girar preferiblemente alrededor de
su eje con el fin de colocar los reactivos encima en una posición
en la que el pipeteador 134 pueda acceder a ellos cuando sea
necesario. El carrusel 168 de la realización preferida tiene una o
más plataformas 174 que forman bahías en las que se reciben los
portadores de reactivo 128, como se representa en la figura 10. Unos
elementos de retención, que incluyen una primera porción asociada
con las bahías, están configurados para bloquear los portadores 128
al carrusel 168 y liberarlos para que el transportador 130 recupere
y transporte los portadores 128 a una posición diferente en el
dispositivo cuando ya no sean necesarios en el carrusel 168 tal como
cuando se han agotado los reactivos. La 3 porción del elemento de
retención que está dispuesta en el carrusel 168 incluye
preferiblemente estribos fijos 176 que forman un bucle con un
agujero que se extiende radialmente a su través con respecto al
carrusel 168. Los estribos 176 están colocados en dimensiones que
corresponden a los pies 178 de una segunda porción del elemento de
retención, que están asociadas con el cuerpo de portador 150 y los
pies 178, extendiéndose preferiblemente hacia abajo del cuerpo 150,
como se representa en la figura 11. Los pies 178 de la realización
preferida se extienden preferiblemente hacia abajo no más que la
porción inferior restante del portador 128, que en la realización
preferida es la porción más baja del cuerpo de portador 150. Esto
permite que el portador 128 se coloque en una superficie plana
cuando no se use en el dispositivo.
El transportador 130 se pone en funcionamiento
para bajar los portadores 128 sobre el carrusel 168,
preferiblemente con los pies 178 radialmente alineados con los
estribos 176. Cuando el portador 128 desliza radialmente hacia el
eje del carrusel 168, los pies se reciben dentro del agujero en los
estribos 176 en una asociación tal que los estribos 176 retengan
los pies 178 contra la extracción axial o hacia arriba del carrusel
168. Los pies 178 y los estribos 176 incluyen conjuntamente
porciones enganchables que se retienen conjuntamente para facilitar
sustancialmente el bloqueo. del portador 128 al carrusel 168.
Con referencia a las figuras
10-13, sin que sea parte de la presente invención,
un elemento de activación 180 está colocado y configurado junto al
carrusel 168 para operación por el transportador 130 con el fin de
controlar los elementos de retención. En la realización preferida,
el elemento de activación 180 incluye una barra 182 a la que puede
acceder el transportador 130, de tal manera que cuando el
transportador 130 se aproxime al carrusel 168, la barra 182 se
rebaje al carrusel 168. La barra 182 está unida preferiblemente de
forma pivotante a una palanca 184 que puede pivotar alrededor del
eje 186. En el otro extremo de la palanca 184 hay una varilla 133
que sobresale preferiblemente de forma generalmente axial para
contactar con un elemento de bloqueo 190. El elemento de activación
180 y el elemento de bloqueo 190 están dispuestos preferiblemente
debajo del carrusel 168 en un lado opuesto del portador 128.
Como se representa en la figura 10, cuando el
transportador 130 se desplaza hacia el carrusel 168, una superficie
196 del transportador 130 presiona contra la barra 182, que hace que
la palanca 184 pivote alrededor del eje 186. La barra 182 es guiada
por un pasador 198 que se recibe en una ranura alargada 200 de la
barra 182 en su l lado inferior. Cuando la palanca 184 pivota, la
varilla 188 desplaza el elemento de bloqueo 190 alejándolo
radialmente del eje del carrusel 168.
El elemento de bloqueo 190 tiene preferiblemente
una lengüeta 192 que se extiende hacia arriba a través de las
plataformas 174 y sobresale en el lado superior del carrusel 168. El
transportador 130 baja el portador 128 de modo que la lengüeta 192
se reciba en un agujero 194 del portador 128. Con el portador 128
asentado en el carrusel 168 y la lengüeta 192 recibida en el
agujero 194, el transportador 130 se aleja del carrusel para
realizar otra operación de transporte en un portador diferente
126, 128. Cuando sucede esto, el muelle 202 empuja elásticamente la
palanca 180 a una posición que permite el bloqueo del portador 128
al carrusel. Adicionalmente, el elemento de bloqueo 190 tiene un
eje de guía 204 alrededor del que está montado un muelle 206. Cuando
la varilla 188 se aproxima radialmente hacia el eje del carrusel
168, el muelle 202 vuelve elásticamente la palanca 184 a su
posición original, y la lengüeta 192 desplaza el portador 128 a lo
largo de la plataforma 174, de modo que también desplace los pies
178 hacia el eje del carrusel 168. Este movimiento hace que los
pies 178 se retengan en los estribos 176, y conjuntamente con la
lengüeta de bloqueo 194, bloqueen sustancialmente el portador 128 al
carrusel 168.
En el ejemplo preferido, el contacto físico del
transportador 130 contra el elemento de activación desplaza
mecánicamente y opera el elemento de activación para bloquear o
desbloquear el portador 128 a o del carrusel 168. En otra
realización, el contacto entre el transportador 130 y el elemento de
activación puede hacer que. un mecanismo eléctrico o movido de otro
modo bloquee o desbloquee el portador. En una realización, un
solenoide o motor opera el elemento de bloqueo, y éste puede ser
controlado completamente por el ordenador de control, sin ser
activado directamente por ningún contacto físico del transportador
130.
El mismo movimiento del portador 128 hacia la
posición bloqueada producido por el elemento de bloqueo 190 también
engrana preferiblemente el engranaje 170 con una porción de enganche
que está asociada con el carrusel 168. Esta porción de enganche está
asociada preferiblemente con el carrusel 168, y en la realización
preferida incluye un engranaje anular 208 que es preferiblemente
estacionario. Con el engranaje 170 y el engranaje anular 203
engranados, la rotación del carrusel 168 alrededor del engranaje
anular 208 gira el engranaje 170 y el recipiente 124 montado en la
porción de sujeción 152. Según se ve en la figura 12, el recipiente
preferido 124 incluye nervios internos 210, que mejoran la agitación
y la mezcla de su contenido.
La porción de accionamiento 180 está montada
preferiblemente en una porción estacionaria del dispositivo que no
gira con el carrusel 168. Los elementos de bloqueo 190 y la varilla
188 son empujados elásticamente por muelles 202, 206 a posiciones de
modo que la varilla 188 se alinee con intervalos adyacentes a los
elementos de bloqueo, que están alineados circunferencialmente a lo
largo del carrusel 168. Así, cuando el carrusel 168 gira, la
varilla 188 pasa junto a los elementos de bloqueo 190,
preferiblemente sin entrar en contacto con ellos, y sustancialmente
sin interferir o hacer que los elementos de bloqueo 190 se
desplacen de sus posiciones bloqueadas.
Como se representa en las figuras 10 y 12, un
sensor de portador 212 está montado preferiblemente en una porción
fija en el interior del carrusel 168. El sensor de portador 212
está configurado para detectar la presencia de un portador 128 en
el carrusel 168 o un portador 128 en la posición bloqueada en el
carrusel 168. El sensor de portador preferido 212 es un sensor de
efecto Hall que está configurado para detectar la presencia de un
imán 213 incrustado en la porción de mango 160 del portador 128.
Se puede usar alternativamente otros tipos de sensores, tal como un
sensor capacitivo para detectar directamente la presencia del
material portador, que es preferiblemente plástico. El sensor 212
transmite preferiblemente una señal al ordenador de control
indicando la presencia o ausencia del portador 128 en la posición
bloqueada en el carrusel 168 en la posición de carga, donde el
transportador 130 puede cargar el portador de reactivo 128 sobre el
carrusel 168.
En la operación del dispositivo, el ordenador de
control sigue la pista de la posición en los carruseles 128 que
contienen cada reactivo en los recipientes de reactivo 124. El
pipeteador 134 tiene preferiblemente un brazo de pivote 214 que
puede pivotar a lo largo de un arco 216. La posición rotacional del
carrusel 168 y el brazo de pivote 214 son controlados por el
ordenador de control de manera que interseque el recipiente de
reactivo seleccionado con el lugar del pipeteador 134. Así, el
pipeteador puede tomar la cantidad deseada de reactivo a transmitir
a una zona de prueba de diagnóstico 218 del módulo de diagnóstico.
El brazo de pivote 214 también se puede mover para colocar el
pipeteador sobre el recipiente de muestra 122 del que se ha de tomar
una muestra, y la muestra trazada también puede ser suministrada a
una zona de prueba de diagnóstico 218.
Se entiende que la descripción detallada
anterior y los ejemplos acompañantes son simplemente ilustrativos y
no se han de tomar como limitaciones del alcance de la invención,
que se define únicamente por las reivindicaciones anexas y sus
equivalentes. Varios cambios y modificaciones de las realizaciones
descritas serán evidentes a los expertos en la técnica. Por
ejemplo, se puede usar dispositivos de colocación de reactivo
distintos de los carruseles para colocar los reactivos y la
posición deseada para acceso por parte del pipeteador.
Claims (11)
1. Un sistema de manejo de portadores (10) para
un analizador de diagnóstico de prueba de ensayo, incluyendo:
- una bahía de carga (120) para recibir y mantener la pluralidad de portadores (126, 128);
- un dispositivo de identificación (132, 166) configurado para identificar una característica identificadora asociada con los portadores (126, 128) para determinar el tipo de contenido cargado en cada portador (126, 128); y un transportador (130) configurado para transportar los portadores (126, 128) desde la bahía de carga (120) a una posición primera o segunda (132, 168) dependiendo del tipo determinado de contenido en cada portador (126, 128) para realizar un proceso de diagnóstico usando el contenido, teniendo el transportador (130) acceso aleatorio a la pluralidad de portadores (126, 128) en la bahía de carga (120), incluyendo además dicho sistema un primer elemento de soporte de portador que incluye la primera posición (132) y que está dispuesto para acceso por un módulo de diagnóstico (136) que está configurado para realizar el proceso de diagnóstico, donde el transportador (130) está configurado para transportar los portadores (126, 128) desde la bahía de carga (120) al primer elemento de soporte de portador y caracterizado porque el dispositivo de identificación (166) está configurado para identificar el contenido al menos como muestras y reactivos a usar en el proceso de diagnóstico, estando asociado el dispositivo de identificación (166) con el transportador (130) de tal manera que el transportador (130) transporte las muestras a la primera posición (132) y los reactivos a la segunda posición (168).
2. El sistema de manejo de portadores (10) de la
reivindicación 1, donde el dispositivo de identificación (166)
está configurado para identificar el tipo del contenido
independientemente de la información sobre dónde están situados los
portadores (126, 128) en la bahía de carga (120).
3. El sistema de manejo de portadores (10) de la
reivindicación 2, donde el transportador (130) está configurado
para transportar los portadores (126, 128) desde sustancialmente
cualquier posición en la bahía de carga (120) a la posición primera
o segunda respectiva (132, 168).
4. El sistema de manejo de portadores (10) de la
reivindicación 1, donde el transportador (130) está configurado
para transportar el portador (126, 128) de la primera posición
(132) a otra posición en el primer elemento de soporte de
portador.
5. El sistema de manejo de portadores (10) de la
reivindicación 4, donde la primera posición (132) incluye una
pluralidad de primeras posiciones en el primer elemento de soporte
de portador, de tal manera que se pueda disponer una pluralidad de
portadores (126, 128) en el soporte de portador (126, 128) al mismo
tiempo.
6. El sistema de manejo de portadores (10) de la
reivindicación 1, donde el primer elemento de soporte de portador
incluye un posicionador (80) configurado para recibir y mover el
portador (126, 128) de tal manera que el módulo de diagnóstico
(136) pueda analizar el contenido del portador (126, 128).
7. El sistema de manejo de portadores (10) de la
reivindicación 1, donde la característica identificadora incluye
una característica ópticamente legible, y el dispositivo de
identificación (166) incluye un lector óptico capaz de leer la
característica ópticamente legible.
8. El sistema de manejo de portadores (10) de la
reivindicación 1, donde la característica identificadora incluye
una característica física de los portadores (126, 128).
9. Un sistema de diagnóstico, incluyendo: el
sistema de manejo de portadores (10) de la reivindicación 1; un
módulo de diagnóstico (136) configurado para realizar la operación
de diagnóstico.
10. El sistema de manejo de portadores de la
reivindicación 1, incluyendo además un ordenador programable para
controlar el movimiento del transportador (130) en base a datos de
entrada y un orden de prioridad preprogramado para procesar una
pluralidad de muestras.
11. El sistema de manejo de portadores de la
reivindicación 1, incluyendo además los portadores (126, 128),
donde al menos algunos de los portadores (126, 128) están
configurados para sujetar recipientes (122, 124) que contienen
reactivos, teniendo los portadores o recipientes (126, 128) la
característica identificadora para identificar el contenido como
reactivos.
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