JP6622008B2 - ラボラトリ試料分配システムおよびラボラトリオートメーションシステム - Google Patents

Description

本発明は、ラボラトリ試料分配システム（ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｓａｍｐｌｅ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ）およびラボラトリオートメーションシステムに関する。

既知のラボラトリ試料分配システムは、通常、試料容器内に含有される試料を異なるラボラトリステーション（ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｓｔａｔｉｏｎ）の間で移送することを目的としてラボラトリオートメーションシステム内で使用される。

通常のラボラトリ試料分配システムが文献ＷＯ２０１３／０６４６５６Ａ１に示されている。このようなラボラトリ試料分配システムは高いスループットおよび信頼性の高いオペレーションを実現する。

ＷＯ２０１３／０６４６５６Ａ１

本発明の目的は、ＷＯ２０１３／０６４６５６Ａ１で開示されるラボラトリ試料分配システムと比較して地震発生時の復元能力（ｒｅｓｉｌｉｅｎｃｅ）に関して改善されるラボラトリ試料分配システムを提供することである。本発明の別の目的は、このようなラボラトリ試料分配システムを備えるラボラトリオートメーションシステムを提供することである。

この目的は、請求項１に記載のラボラトリ試料分配システムおよび請求項９に記載のラボラトリオートメーションシステムによって達成される。
本発明は、いくつかの試料容器キャリアを備えるラボラトリ試料分配システムに関する。試料容器キャリアが１つまたは複数の試料容器を運搬するように適合される。各試料容器キャリアが少なくとも１つの磁気的に活性なデバイスを備える。磁気的に活性なデバイスは、永久磁石、電磁石、および／または、任意の軟磁性材料であってよい。

ラボラトリ試料分配システムが、試料容器キャリアを支持または運搬するように適合される移送面をさらに備える。
ラボラトリ試料分配システムは、いくつかの電磁アクチュエータをさらに備える。電磁アクチュエータは移送面の下方に静止するように配置され、試料容器キャリアに磁力を加えることにより移送面の上で試料容器キャリアを移動させるように適合される。

ラボラトリ試料分配システムは制御デバイスをさらに備える。制御デバイスは、電磁アクチェエータを駆動させることにより移送面の上で試料容器キャリアの移動を制御するように構成され、その結果、これらの試料容器キャリアが対応する特定の移送経路に沿って同時に移動するようになる。

ラボラトリ試料分配システムは、地震の発生を検出して検出された地震を制御デバイスに報告するように構成される、制御デバイスに連絡可能に連結される地震検出デバイスをさらに備える。

本発明によるラボラトリ試料分配システムにより、地震を検出することと、地震によって発生するネガティブな影響を防止または軽減する対抗措置を開始することとが可能となる。したがって、地震が起こった場合、例えば、ラボラトリ試料分配システムを手動で再始動させることが必要になること、あるいは、試料容器または試料が損傷したりまたは（制御されずに）誤った場所に配置されたりすること、を防止することができる。

試料容器は、通常、ガラスまたは透明プラスチックで作られるチューブとして設計され、通常、上側端部に開口部を有する。試料容器は、血液試料または化学試料などの試料を含有、保管および移送するのに使用され得る。

移送面は移送表面とも称され得る。移送面は試料容器キャリアを支持し、これは試料容器キャリアを運搬すると表されてもよい。
電磁アクチュエータは、通常、強磁性体コアを囲むソレノイドを有する電磁石として作り上げられる。これらの電磁アクチュエータは、試料容器キャリアを移動または駆動させるのに使用され得る磁場を発生させるように励磁され得る。この目的のために、各実施例の試料容器キャリア内の少なくとも１つの磁気的に活性なデバイスは永久磁石であってよい。別法としてまたは加えて、電磁石が使用されてもよい。

制御デバイスは、通常は、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、フィールドプログラマブルゲートアレイ、標準的なコンピュータ、または、同様のデバイスである。典型的な実施形態では、制御デバイスはプロセッサ手段および記憶手段を備え、ここでは、プログラムコードが、プロセッサ手段上でストレージコードを実行するときにプロセッサ手段の挙動を制御するために記憶手段内に記憶される。

試料容器キャリアは、通常、移送面上で二次元的に移動するように適合される。この目的のために、電磁アクチュエータが移送面の下方で二次元的に配置され得る。電磁アクチュエータは横列および縦列を有するグリッドまたはマトリックス内に配置され、これらの横列および縦列に沿って電磁アクチュエータが配置される。

一実施形態によると、制御デバイスは地震の発生時に電磁アクチュエータを励磁するように構成され、その結果、電磁アクチュエータが、それぞれの電磁アクチュエータの上方に位置する試料容器キャリアに引き付ける磁力（ａｔｔｒａｃｔｉｖｅ ｍａｇｎｅｔｉｃ ｆｏｒｃｅ）を作用させるか、発生させるかおよび／または加える。通常、各電磁アクチュエータは、その上方に位置する試料容器キャリア上に引き付ける磁力を作用させる。このようにして、試料容器キャリアが、地震の発生時に試料容器キャリアが位置するところのそれぞれの位置に固定および定着される。さらに、試料容器キャリアが移動することが防止され得、それにより、意図されない移送経路上で傾くことおよび／または移動することの危険性が軽減される。

一実施形態によると、制御デバイスは、地震の発生時に移送表面上のすべての試料容器キャリアの移動を停止させるように構成される。このようにして、地震中も地震直前の試料容器キャリアの最新の分配が維持され得、地震の終了後にラボラトリ試料分配システムが継続して動作することができる。

一実施形態によると、制御デバイスは地震の発生時に電磁アクチュエータを励磁するように構成され、その結果、上に位置する試料容器キャリアに作用する引き付ける磁力が、移送面の上で試料容器キャリアを移動させるのに使用される磁力よりも大きくなる。このようにして、地震中に制御されずに移動したりまたは傾いたりするのを防止するための、地震中に試料容器キャリアに作用する磁力が最大化され得、それにより上で考察したプラスの効果も最大化され得る。

一実施形態によると、制御デバイスは、地震の発生時に、地震前に試料容器キャリアがその上に位置していた電磁アクチュエータのみを励磁するように構成される。これにより、近くに位置している電磁アクチュエータから試料容器キャリアに作用する引力により試料容器キャリアが制御されずに移動することが防止され、それによりエネルギーも節約される。通常、地震前および／または地震中に試料容器キャリアがその上に位置している電磁アクチュエータは、その上に位置する試料容器キャリアに引力を作用させる。

地震が所定の閾値継続時間（ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ ｄｕｒａｔｉｏｎ）より長く続く場合、その上に試料容器キャリアが位置している電磁アクチュエータに提供される電力がその閾値継続時間後に低下する可能性があり、これは例えば、電磁アクチュエータのコイルに提供される電流および／または電圧の脈動によって起こる。電力は、容器キャリアをその最新の位置のところで安全に定着させるのに十分となるパワーレベルにまで低下する可能性がある。

一実施形態によると、地震検出デバイスは地震の終了を検出して地震の終了を制御デバイスに報告するように適合される。このようにして、制御デバイスが地震後のラボラトリ試料分配システムの動作を復旧させることができ、また、制御デバイスが地震中に外乱または別のエラー状態が発生していないかどうかを検査することができる。

一実施形態によると、制御デバイスは地震の発生時に移送面上の試料容器キャリアの第１の分配を決定して保存し、地震後の終了後に移送面上の試料容器キャリアの第２の分配を決定し、また、第１の分配および第２の分配が適合しない場合にはエラーメッセージを発するように適合される。このようにして、地震中に試料容器キャリアの分配に関して外乱が発生している場合にはラボラトリ試料分配システムがさらに動作するのを防止することができる。このようにして、試料容器が誤って移動する可能性を排除することができる。

分配を決定することが、各試料容器キャリアを個別に特定する能力を有することなく、制御デバイスが試料分配キャリアが位置しているところの場所に関する情報のみを有するような形で、実施され得ることに留意されたい。このような実施形態は実施することが容易である。しかし、２つの試料容器の位置を仮定的に変更することが認められない。別法として、試料容器キャリアの分配を決定することは、制御デバイスが各々の個別の試料容器キャリアの個々の位置に関する情報を有するような形でも、実施され得る。このような実施形態は、例えば、ＲＦＩＤタグまたは同様の識別手段を使用して実施され得る。この場合、２つの試料容器キャリアの位置の変更を検出することも可能である。

一実施形態によると、各試料容器キャリアが、制御デバイスにより試料容器キャリアを一意的に特定するのを可能にするときに用いられるＲＦＩＤタグを備える。このような実施形態は、例えば、試料容器キャリアの分配を決定するのを実施するために使用され得、ここでは、制御デバイスが試料容器キャリアの各々の特定の位置を個別に取得している。ＲＦＩＤタグは別のタスクにも使用され得、これは、試料容器キャリアを、および／または、ラボラトリステーションにおいて試料容器キャリアによって担持される試料容器内に含有される試料を特定することなどである。

一実施形態によると、制御デバイスは、エラーメッセージが発せられている場合に地震の終了後に再分配動作を実施するように、および、地震の終了後に電磁アクチュエータを制御するように構成され、その結果、エラーメッセージが発せられていない場合には試料容器キャリアが移送面上の対応する移送経路に沿ってさらに移動するようになる。再分配動作は、地震により地震前のそれぞれの場所とは異なる場所まで意図せずに移動してしまった試料容器キャリアを、地震前にそれらが位置していた場所に戻すように移動させることを目的として実施され得る。その後、ラボラトリ試料分配システムの通常の動作が復旧され得る。地震中に例えば試料容器キャリアが傾いているなどの深刻なエラーが起こったことが検出されている場合、エラーメッセージがユーザに対して発生られ得、エラーメッセージがそのユーザに、ラボラトリ試料分配システムの状態を手動で点検してラボラトリ試料分配システムを継続して動作する状態にするように指示する。

一実施形態によると、地震検出デバイスは加速度計を備える。地震検出デバイスはマイクロ電気機械センサ（ＭＥＭＳ：ｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｓｅｎｓｏｒ）を備えることができる。例えば、地震検出デバイスに含まれる加速度計はマイクロ電気機械テクノロジを使用して作られ得る。これにより、高い信頼性の小さい実施形態が可能となる。

本発明はラボラトリオートメーションシステムにさらに関し、これが、いくつかの分析前（ｐｒｅ−ａｎａｌｙｔｉｃａｌ）（ラボラトリ）ステーション、分析（ラボラトリ）ステーションおよび／または分析後（ｐｏｓｔ−ａｎａｌｙｔｉｃａｌ）（ラボラトリ）ステーションと、これらのステーションの間で試料容器キャリアおよび／または試料容器を移送するように適合される上述したラボラトリ試料分配システムとを備える。これらのステーションはラボラトリ試料分配システムに隣接するように配置されてよい。

分析前ステーションは、試料、試料容器および／または試料容器キャリアの任意の種類の前処理を実施するように適合され得る。
分析ステーションは、測定信号を発生させるために試料またはその試料の一部および試薬を使用するように適合され得、この測定信号が分析物が存在するかどうかを識別し、存在する場合にはその濃度を特定する。

分析後ステーションは、試料、試料容器および／または試料容器キャリアの任意の種類の後処理を実施するように適合され得る。
分析前ステーション、分析ステーションおよび／または分析後ステーションは、デキャッピングステーション、リキャッピングステーション、アリコートステーション、遠心分離ステーション、保管ステーション、ピペット操作ステーション、分類ステーション、チューブタイプ識別ステーション、試料品質決定ステーション、アドオンバッファステーション（ａｄｄ−ｏｎ ｂｕｆｆｅｒ ｓｔａｔｉｏｎ）、液面レベル検出ステーション、および、密閉／密閉解除（ｄｅｓｅａｌｉｎｇ）ステーションのうちの少なくとも１つを含むことができる。

本発明によるラボラトリオートメーションシステムを用いることにより、上で考察した本発明によるラボラトリ試料分配システムの利点をラボラトリオートメーションシステムに適用可能にすることができる。ラボラトリ試料分配システムに対しては、上で考察したすべての実施形態および変形形態が適用され得る。上で考察した利点は、適宜、適用される。

本発明の実施形態を概略的に描く図面に関連させて本発明を詳細に説明する。

本発明によるラボラトリ試料分配システムを備えるラボラトリオートメーションシステムを示す図である。

図１は、ラボラトリ試料分配システム１００と、ラボラトリ試料分配システム１００に隣接するように配置されるいくつかの分析前ステーション、分析ステーションおよび／または分析後ステーション２０とを備えるラボラトリオートメーションシステム１０を示す。自明なように、図１に描かれる２つのステーション２０より多いステーション２０がラボラトリオートメーションシステム１０内に含まれてもよい。

ラボラトリ試料分配システム１００が移送面１１０を備え、移送面１１０の下方に、電磁石１２０の形態の複数の電磁アクチュエータが位置する。電磁アクチュエータ１２０は中実の強磁性体コア１２５を有するソレノイドとして実装される。

試料容器キャリア１４０が移送面１１０上に配置され、電磁石１２０を用いて移動させられ得る。複数の試料容器キャリア１４０が移送面１１０上に配置され得ることを理解されたいが、簡潔となるように、図１には１つの試料容器キャリア１４０のみが描かれる。試料容器キャリア１４０が試料容器１４５を保持し、その中に、分析される試料が含有され得る。

ラボラトリ試料分配システム１００は、ラボラトリステーション２０の間で試料容器キャリア１４０および／または試料容器１４５を移送するように適合される。ラボラトリステーション２０は移送面１１０に隣接するように配置され、その結果、試料容器キャリア１４０が試料容器１４５内に含有される試料をそれぞれのラボラトリステーション２０まで移送するのに使用され得るようになる。

複数のＨａｌｌセンサ１３０が、移送表面１１０上でのそれぞれの試料容器キャリア１４０の位置を検出することができるような形で、配置される。
ラボラトリ試料分配システム１００は制御デバイス１５０をさらに備える。制御デバイス１５０は、電磁石１２０を駆動させることにより移送面上での試料容器キャリア１４０の移動を制御するように構成され、その結果、試料容器キャリア１４０が対応する移送経路に沿って独立して同時に移動するようになる。

制御デバイス１５０はさらに、地震検出デバイス１６０に電気的に接続される。地震検出デバイス１６０は、マイクロ電気機械加速度センサ１６２と、計算ユニット１６４とを備える。マイクロ電気機械加速度センサ１６２を用いることにより地震が検出され得る。計算ユニット１６４が加速度センサ１６２内のキャパシタンスを恒久的に監視し、ここでは、キャパシタンスの変化が加速度センサ１６２内のカンチレバーが動いたことを示し、これが地震を示す。このような加速度センサ自体は当技術分野で既知である。

計算ユニット１６４が地震を検出した場合、計算ユニット１６４が地震の発生を制御ユニット１５０に報告する。次いで、制御ユニット１５０がすべての試料容器キャリア１４０の移動を停止させ、地震中に試料容器キャリア１４０を定位置で保持することを目的として特に大きい引力を用いてその上に試料容器キャリア１４０が位置しているところの電磁石１２０を励磁し、試料容器キャリア１４０の最新の位置を記憶する。

計算ユニット１６４が地震が終了したことを検出すると、計算ユニット１６４がこのことを制御デバイス１５０に報告する。次いで、制御デバイス１５０が、各試料容器キャリア１４０が依然として地震前の場所にあるかどうかを検査する。

各試料容器キャリア１４０が地震前の場所にある場合、制御デバイス１５０がラボラトリ試料分配システム１００の動作を復旧させ、その結果、試料容器キャリア１４０がそれらのそれぞれの移送経路に沿って継続して移動する。

地震の前後で試料容器キャリア１４０の位置が異なる場合、制御デバイス１５０がエラーメッセージを発し、このエラーメッセージが、ラボラトリ試料分配システム１００を手動で検査してラボラトリ試料分配システム１００をさらなる動作のための状態にするようにユーザに指示する。

制御デバイス１５０がさらなる動作のための状態に到達したことのユーザからの入力を受けた後、制御デバイス１５０がラボラトリ試料分配システム１００の通常の動作を復旧させ、つまり、すべての試料容器キャリア１４０がそれらのそれぞれの移送経路に沿って継続して移動する。

Claims (9)

1. ラボラトリ試料分配システム（１００）であって、
   １つまたは複数の試料容器（１４５）を運搬するように適合されるいくつかの試料容器キャリア（１４０）であって、各試料容器キャリア（１４０）が少なくとも１つの磁気的に活性なデバイスを備える、いくつかの試料容器キャリア（１４０）と、
   前記試料容器キャリア（１４０）を支持するように適合される移送面（１１０）と、
   前記移送面（１１０）の下方に静止するように配置されるいくつかの電磁アクチュエータ（１２０）であって、前記電磁アクチュエータが、試料容器キャリア（１４０）に磁力を加えることにより前記移送面（１１０）の上で前記試料容器キャリア（１４０）を移動させるように適合される、いくつかの電磁アクチュエータ（１２０）と、
   前記電磁アクチュエータ（１２０）を駆動させることにより前記移送面（１１０）の上での前記試料容器キャリア（１４０）の移動を制御するように構成される制御デバイス（１５０）であって、その結果、前記試料容器キャリア（１４０）が対応する移送経路に沿って移動するようになる、制御デバイス（１５０）と、
   地震の発生を検出して検出された地震を前記制御デバイス（１５０）に報告するように構成される、前記制御デバイス（１５０）に連絡可能に連結される地震検出デバイス（１６０）と、を備え、
   前記制御デバイス（１５０）が地震の発生時に前記電磁アクチュエータ（１２０）を励磁するように構成され、その結果、前記電磁アクチュエータ（１２０）が、上に位置する試料容器キャリア（１４０）に引き付ける磁力を作用させる、
   ラボラトリ試料分配システム（１００）。
2. 前記制御デバイス（１５０）が地震の発生時に前記電磁アクチュエータ（１２０）を励磁するように構成され、その結果、上に位置する試料容器キャリア（１４０）に作用する前記引き付ける磁力が、前記移送面（１１０）の上で前記試料容器キャリア（１４０）を移動させるのに使用される磁力よりも大きくなる、
   ことを特徴とする、請求項１に記載のラボラトリ試料分配システム（１００）。
3. 前記制御デバイス（１５０）が、地震の発生時に、前記地震の発生前に試料容器キャリア（１４０）がその上に位置していた電磁アクチュエータ（１２０）のみを励磁するように構成される、
   ことを特徴とする、請求項２に記載のラボラトリ試料分配システム（１００）。
4. 前記地震検出デバイス（１６０）が地震の終了を検出して地震の終了を前記制御デバイス（１５０）に報告するように適合される、
   ことを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載のラボラトリ試料分配システム（１００）。
5. 前記制御デバイス（１５０）が、
   地震の発生時に前記移送面（１１０）上の試料容器キャリア（１４０）の第１の分配を決定して保存するように、
   前記地震の終了後に前記移送面（１１０）上の試料容器キャリア（１４０）の第２の分配を決定するように、ならびに、
   前記第１の分配および前記第２の分配が適合しない場合にはエラーメッセージを発するように
   適合される、
   ことを特徴とする、請求項４に記載のラボラトリ試料分配システム（１００）。
6. 前記制御デバイス（１５０）が、エラーメッセージが発せられている場合に再分配動作を実施するように構成され、および、
   前記制御デバイス（１５０）が、エラーメッセージが発せられていない場合に前記地震の終了後に前記電磁アクチュエータ（１２０）を制御するように構成され、その結果、試料容器キャリア（１４０）が前記移送面（１１０）上の対応する移送経路に沿ってさらに移動するようになる、
   ことを特徴とする、請求項５に記載のラボラトリ試料分配システム（１００）。
7. 前記地震検出デバイス（１６０）が加速度計（１６２）を備える
   ことを特徴とする、請求項１から６のいずれか一項に記載のラボラトリ試料分配システム（１００）。
8. 前記地震検出デバイス（１６０）がマイクロ電気機械センサ（ＭＥＭＳ）を備える
   ことを特徴とする、請求項１から７のいずれか一項に記載のラボラトリ試料分配システム（１００）。
9. ラボラトリオートメーションシステム（１０）であって、
   いくつかの分析前ステーション、分析ステーションおよび／または分析後ステーション（２０）と、
   前記ステーション（２０）の間で前記試料容器キャリア（１４０）および／または試料容器（１４５）を移送するように適合される、請求項１から８のいずれか一項に記載のラボラトリ試料分配システム（１００）と
   を備える、ラボラトリオートメーションシステム（１０）。

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