Brevet FR2040234A1 — publié le 19710122

t 2040234 Il existe depuis longtemps un grand "besoin d'un procédé d'identification d'échantillons analysés. Ceci est. particulièrement le cas pour les échantillons médicaux et pour le traitement des échantillons qui est exécuté dans les laboratoires cliniques. Le besoin 5 d'identification des échantillons croît rapidement à mesure de la croissance du nombre total des analyses exécutées. Suivant l'invention, l'identification est exécutée par un nouveau procédé de marquage ou repérage des récipients des échantillons, ce marquage é-tant constitué par un code d'identification approprié, et avec dé-10 tection optique du code. Il a déjà été proposé divers procédés d'identification de récipients d'échantillons. C'est ainsi que le brevet suédois n° 301 809 décrit un procédé dans lequel les échantillons sont munis de plaquettes d'identification. Ces plaquettes sont constituées 15 par dés cartes perforées qui portent un code sous forme de perforation. Cette solution du problème n'est pas très pratique, en particulier lorsque les récipients des échantillons doivent être transportés. En outre, la quantité d'information est très petite, au moins dans les procédés utilisés jusqu'à présent. Par ailleurs, on a uti-20 lise antérieurement d'autres dispositifs purement mécaniques. On a encore procédé à des expériences sur des procédés utilisant une bande magnétique fixée à chaque, récipient. Toutefois, ces expériences n'ont pas donné de résultats pratiques et doivent être considérées comme un échec. 25 II est naturellement possible aussi d'utiliser des étiquettes ordinaires sur lesquelles est notée 1'identité.de l'échantillon, mais il se pose des problèmes dans le cas où l'on recherche une possibilité de lecture automatique et dans les cas'où l'identité doit pouvoir être reportée d'un récipient à un autre. 30 L'invention concerne un procédé d'identification d'un échan tillon placé dans un récipient qui est de préférence en une matière transparente et de préférence destiné à être utilisé une seule fois. Le procédé suivant l'invention est caractérisé en ce que le récipient comporte un marquage constitué par des signes formés par des 35 irrégularités de'sa paroi, ces lignes constituant un code d'identification et en ce que le marquage est détecté optiquement, avec génération de signaux qui correspondent au code. Suivant une forme de réalisation de l'invention, la détection du marquage s'effectue en faisant pénétrer une lumière axialement à travers la surface ter 70 15098 2 204023^ minale de la paroi du récipient de façon qu'elle se réfléchisse entre les surfaces internes et externes de la paroi, sauf aux points où les signes sont placés, la lumière qui quitte le récipient en ces points étant enregistrée par des détecteurs appropriés. La sur-5 face terminale du récipient est placée à.proximité d'une plaquette à orifice, comportant une fente qui a sensiblement la même forme que la surface terminale du récipient, la largeur de la fente croissant de haut en bas et présentant, à sa partie inférieure, une largeur sensiblement égale à l'épaisseur de la paroi- du récipient, la 10 fente étant éclairée par le haut. Suivant une deuxième forme de réalisation de 1'invention, le marquage est détecté en faisant passer la lumière radialement de l'intérieur du récipient à travers sa paroi, l'intensité de la lumière étant différente selon que la lumière passe par un point de 15 marquage ou non. La lumière qui émerge du récipient est enregistrée par des détecteurs appropriés. On peut introduire dans le récipient un faisceau lumineux ou un conducteur de lumière, ce conducteur é-tant de forme propre à diriger la lumière vers la paroi intérieure du récipient. Suivant le dessin des points de marquage, on obtient 20 un dessin d'intensités lumineuses fortes ou faibles sur la paroi externe du récipient. Le code d'identification est donc ainsi constitué par un certain nombre de points sombres qui contrastent sur une surface lumineuse ou par un certain nombre de points à lumière intense, en contraste sur la surface lumineuse. . 25 Les irrégularités de la paroi peuvent être engendrées par pression d'un outil de marquage à chaud. Suivant une variante, les irrégularités peuvent être obtenues par voie mécanique, de préférence, par meulage. Il peut également être possible de réaliser les points de marquage en fixant une matière plastique, ou du verre, 30 sur la paroi. Pour la détection du code d'identification sur la paroi, il peut quelquefois être approprié d'utiliser la lumière infrarouge. Suivant une variante de réalisation, le marquage peut être constitué par une couche qui présente des caractéristiques optiques différentes, en différents points. 35 Les récipients doivent être de préférence transparents et peuvent donc être réalisés en verre ou en un type de matière plastique de préférence thermoplastique, par exemple du type styrène, ce qui donne la possibilité d'exécuter le marquage par fusion locale de la paroi. 70 15098 3 2040234 D'autres caractéristiques et avantages de l'invention res-sortiront de la description qui va suivre, faite en-regard des dessins annexés et donnant à titre explicatif et nullement limitatif une forme de réalisation conforme à l'invention» 5 Sur ces dessins, La figure 1 représente la marche des rayons lumineux dans un récipient suivant une première forme de réalisation de l'invention. La figure 2 représente la marche des rayons lumineux dans un récipient dont la surface terminale est arrondie, et elle montre 10 que cette forme de la surface n'est pas bien appropriée pour être utilisée suivant l'invention, La figure 3 représente schématiquement un dispositif pour l'introduction de la lumière dans la paroi du récipient. La figure 4 représente la marche des rayons lumineux dans un 15 récipient suivant une deuxième forme de réalisation de l'invention dans laquelle un point de marquage est de forme telle que la lumière ne le traverse pas. La figure 5 représente la marche des rayons lumineux dans un récipient suivant une deuxième forme de réalisation de l'invention 20 dans laquelle le point de marquage est d'une forme qui concentre les rayons à 1'extérieur du récipient. La figùre 6 représente schématiquement un procédé d'introduction de la lumière dans un récipient au moyen d'un conducteur de lumière. 25 La figure 7 représente schématiquement un dispositif permet tant d'obtenir des points de marquage sur un récipient en matière plastiquev La figure 8 représente une partie du dispositif suivant la figure 7. et 30 La figure 9 représente un dispositif de détection du marqua ge» Suivant une première forme de réalisation de l'invention, la lumière est introduite par la surface supérieure plane 4 de la paroi du récipient. Il est alors important d'éviter que la lumière 35 n'émerge de la surface sur le côté intérieur ou sur le côté extérieur de la paroi. L'angle d'incidence doit être aussi faible que possible, pour augmenter par ce moyen les possibilités d'obtenir une réflexion totale à l'intérieur de la paroi. Si l'angle d'incidence est maximal, c'est-à-dire de 90°, on obtiendra une réflexion 70 15098 4 2040234 totale sur les surfaces latérales, pourvu que ces surfaces soient perpendiculaires à la surface supérieure» Sur la figure 1, la référence 1 désigne la paroi et les références 2 et 3 désignent les surfaces interne et externe sensible-5 ment parallèles entre elles. Les références 5a et 5b désignent les • rayons normaux et la référence 5£ désigne un rayon ayant un angle d'incidence de 90°. Ainsi qu'il résulte de façon évidente du dessin, on obtient des réflexions totales détectées pour tous les rayons excepté pour le rayon 5a, lorsque ce rayon a atteint un 10 point de marquage 6, 7, de la paroi 3- Le point de marquage a été obtenu par pression d'un outil chauffé et il est constitué par une cavité 7 et un bourrelet 6. * Si la surface terminale supérieure est arrondie, l'angle d'incidence de la lumière risque d'avoir une valeur qui n'assure 15 pas la réflexion totale à l'intérieur de la paroi du récipient. Ceci est le cas sur la figure 2, sur laquelle les références 1, 2 et 3 désignent les mêmes éléments que sur la figure 1 mais où la référence 9 désigne la surface supérieure arrondie, la référence 8a désigne un rayon sensiblement parallèle aux parois 2 et 3 et 20 qui subit des réflexions totales à l'intérieur de la paroi. Par contre, si un rayon 8b présentant un plus grand angle d'incidence, pénètre dans la surface supérieure, il traverse la surface 2. Etant donné que la matière du récipient peut être de différentes sortes, il est impossible de définir l'angle d'incidence mi-25 nimum ainsi que la valeur maximale précise de la courbure de la surface supérieure. Le fait essentiel est que la surface doit être aussi plate que possible et que l'incidence doit être aussi petite que possible. En outre, les surfaces interne et externe de la paroi doivent être sensiblement parallèles. Bans l'exposé donné ci-dessus, 30 on a supposé que la paroi est entourée d'air. Si des gouttes de fluides adhérent à la face interne du récipient, il est nécessaire que la lumière pénètre dans la paroi dans une direction sensiblement parallèle aux surfaces interne et externe. Il est également essentiel que la lumière ne passe pas le 35 long de la surface externe du récipient car- ceci aurait pour résultat d'éclairer les poussières portées par la surface et de donner lieu à des indications erronées. 70 15098 5 2040234 Toutefois, la lumière ne doit pas non plus passer le long de la face interne du récipient. Une trop forte lumière arrivant de l'intérieur du récipient perturberait en effet la détection exécutée par les photo-détecteurs. Toutefois, la lumière qui passe à 5 l'intérieur de la face interne du récipient peut être éliminée par l'insertion d'une tige cylindrique opaque à l'intérieur du récipient pendant la détection. Pour faire pénétrer la lumière dans la paroi, on pourrait utiliser un dispositif représenté sur la figure 3. Une source lumi-10 neuse 10 est placée à l'intérieur d'une chambre 11 dont le fond est constitué par une plaque 12, comportant une fente 13 dont la forme est la même que celle de la surface supérieure dé la paroi du récipient 14. La distance 15 séparant la fente du récipient doit être aussi faible que possible. En faisant croître la largeur de. la fen-15 te du haut vers le bas, on donne aux rayons lumineux une direction presque parallèle aux parois du récipient la largeur de la partie la plus large de la fente 13 doit être légèrement inférieure à l'épaisseur de Ta paroi. Si l'on doit exécuter une analyse optique du eohte'nu du récipient, la réflexion totale de la lumière à l'inté-20 rieur de la paroi risque de perturber cette analyse optique. Pour éviter cette perturbation, il peut être préférable d'utiliser une lu mi ère infrarouge au lieu d'une lumière ultra-violette ou visible. On obtient ce résultat en intercalant un filtre noir entre la source lumineuse et le récipient et en utilisant des détecteurs sensi-25 bles à la lumière infrarouge. Suivant une deuxième forme de réalisation, la lumière est transmise radialement de l1intérieur.du récipient à l'extérieur à travers la paroi. La marche des rayons lumineux, est représentée sur la figure 4, sur laquelle les références 2 et 3 désignent la 30 surface interne et la surface externe de la paroi du récipient. Les références 16a et 16b représentent des rayons lumineux qui sont réfléchis vers l'intérieur de la paroi au moment où ils atteignent le point de marque 17, 18. Au contraire, le rayon 16c traverse la paroi du récipient. Le point de marquage présente une forme conique 35 ou à profil en 'Y'.' Les rayons qui atteignent le point de marquage à l'intérieur de la cavité 17 sont réfléchis tant que leur direction est sensiblement perpendiculaire à la paroi. Pour réduire le risque de diffusion, la surface du"VM17 doit être aussi lustrée et lisse que possible. Sur le bourrelet 18 et sur le reste de la longueur de 70 15098 6 2040234 la paroi 3, les rayons passent sans réflexion. Les points du marquage sont ainsi détectés sous la forme de points sombres contrastant sur un fond lumineux. Suivant une variante, la forme du point de marquage pourrait être de nature, à former une lentille 22 dans 5 la paroi 3 (voir figure 5). Les rayons 19a, 19b, 19c, qui atteignent la lentille subissent une réfraction qui les concentre en un foyer 21 tandis que les autres rayons 20 du faisceau traversent la paroi sans réfraction. Le point 21 est détecté par un détecteur de lumière, placé à une .distancé bien définie de la paroi 3. La détec-10 tion est relativement difficile mais cependant entièrement possible. Dans les formes de réalisation représentées sur les figures 4 et 5, il serait possible d'introduire une source lumineuse dans le récipient ou d'introduire la lumière dans le récipient au moyen 15 d'un conducteur de lumière. On a représenté sur la figure 6 une forme de réalisation d!un tel conducteur de lumière. Le conducteur de lumière 23 est introduit axialement dans le récipient 24 eijitl est éclairé par une source lumineuse 26 à travers une fente 36 qui est placée au foyer de la lentille 25 de fa-20 çon à faire émerger de la lentille des rayons parallèles 27. Les rayons 27 sont réfléchis dans la partie inférieure du conducteur de lumière de façon à traverser radialement la paroi du récipient 24. Le conducteur de lumière 23 présente une cavité conique 28. Si 1''angle au sommet de la cavité est de 90°, les rayons sont réflé-25 chis à angle droit. On obtient de bons résultats au moyen de ce conducteur, notamment en utilisant des photo-diodes. Le marquage ou la réalisation des irrégularités s'effectue de préférence comme on 1.'a .représenté sur les figures 7 et 8. Sur la figure 8, on a représenté une-aiguille chaude 31 qui est pres-30 sée contre un récipient, par exemple en matière plastique, la matière de l'aiguille étant de préférence le tantale. L'outil de marquage peut être un conducteur en*UM29, 30 dont la forme est représentée sur la.figure 8, l'aiguille -est chauffée.par application d'une tension.électrique au conducteur lequel présente une section 35 plus faible à l'aiguille, de sorte que cette dernière est chauffée en raison de la haute résistance qui est due à-la réduction de la section. , . . i i COPY 70 15098 7 2040234 Pour le marquage, le conducteur 29 est fixé à un aimant 32. l'aiguille chaude 31 fait fondre la matière plastique et s'enfonce dans la paroi 33. Lorsque le marquage est terminé, on interrompt le' courant à travers 1' électro -aimant et. 1'aiguille est rappelée 5 par un ressort 34. Une butée 35 empêche l'aiguille de revenir trop loin en arrière. Les marques obtenues ont de préférence une surface de 0,7 x 1,5 mm.. La marque peut être symétrique ou dissymétrique par rapport au plan horizontal, suivant la pénétration du conducteur ?9 dans la '10 paroi 33.rLorsqu'on utilise des récipients en verre, le marquage , de ijréfjarejLce est exetnrbe/ mécaniquement par utilisation d'un diamant rotatif qu'on appuie sur la paroi. Le diamant doit être muni d'un suceur pour éliminer les particules de verre car, autrement, ces particules gêneraient la détection optique. Ce type de traitement mécani-15 que pourrait naturellement être également appliqué aux récipients en matière plastique mais, dans ce cas, les fragments de matière plastique doivent alors être soigneusement éliminés de la paroi en : matière plastique qui a des propriétés électrostatiques. En dehors du traitement thermique et mécanique, on pourrait 20 également utiliser un procédé de gravure. Il est encore possible de fixer une matière plastique ou du verre sur la paroi pour former un bourrelet sur cette paroi. Ce bourrelet peut servir de point lumineux, du fait que la lumière n'est pas réfléchie mais transmise à travers la paroi au niveau du bourrelet. L'intensité du point lu-25 mineux peut être amplifiée par utilisation d'une couche fluorescente-sur la paroi. . ' : Pour donner la possibilité de former des signes sur un réci-; pient en verre, on peut fixer par exemple une couche de matière plastique' sur ce récipient. La couche peut être une pellicule. Le 30 point de marquage peut alors être exécuté dans la- pellicule. Cette .. forme de réalisation peut être considérée comme incluse dans le do-maine de l'invention puisque-la pellicule fait alors partie de la paroi du récipient.- Le marquage nécessite l'exécution d'un certain nombre de- points de marquage sur le récipient, de préférence dans 35 la moitié1 supérieure du récipient, pour obtenir une quantité d'in-- formation suffisante. Suivant une forme de réalisation de l'invention, qui est destinée à être utilisée dans les'laboratoires d'hôpitaux, on utilise 72 points de marquage répartis en 6 anneaux. L'information emmagasinée sur le tube comprend le quantième du-mois, ; COPY - 70 15098 8 2040234 le numéro matricule du patient, le numéro du service et également les recherches à exécuter. Pour éviter les erreurs, le numéro matricule du patient et le numéro du service sont doublés. En outre, il y a lieu de marquer un repère de zéro sur les récipients. Cette 5 indication peut être par exemple mécanique ou optique. Un procédé mécanique peut être constitué par un talon sur le pied du tube ou un autre élément approprié. Si l'indication est exécutée optiquement, on peut utiliser un certain nombre de points de marquage-. En utilisant un code binaire, il est possible d'identifier 100 000 pa-10 tients et d'indiquer les recherches à exécuter en utilisant 72 points de marquage binaire. Dans le cas du code dit binaire-décimal (code B G D) on peut utiliser un code 2-4-8. Pour la détection du code, on utilise un ensemble" de photodétecteurs par exemple des photo-diodes et qui sont de préférence 15 sensibles à la" lumière infrarouge. On peut disposer actuellement de diodes de ce type qui ont un di&mètre de 2,1 mm. La distance horizontale séparant les détecteurs ne doit pas excéder 3,1 mm dans cylindriques le cas ou l'on utilise des récipients/ayant un diamètre extérieur de 12 mm. L'espacement vertical entre les anneaux ne doit pas être 20 supérieur à 1 mm afin de pouvoir resserrer suffisamment les points de marquage. Si les points des différents anneaux sont décalés les uns par rapport aux autres, la distance entre les anneaux doit être considérablement diminuée . Le nombre de détecteurs nécessaires est d'au moins un par an- 25 neau. On utilise de préférence 2 à 4 détecteurs par anneau, c'est- à-dire au total 12 à 24 détecteurs. Les détecteurs sont disposés sur la paroi d'une cavité sensiblement cylindrique dans laquelle le récipient de l'échantillon est engagé; Ceci est indiqué sur la fi-gin?e 9, sur laquelle 37 désigne le récipient de l'échantillon, 38 30 désigne la paroi de la cavité cylindrique, 39 désigne un perçage pour le logement d'un photo-détecteur, 40 désigne le détecteur et 41 désigne les points de marquage portés par la surface externe de la paroi du récipient. La lecture s'effectue en faisant tourner le récipient pas à 35 pas dans un sens. A chaque pas, le détecteur enregistre la présence ou l'absence d'un flux lumineux; Dès que la position zéro est atteinte la lecture est déclenchée. Le nombre de points qui sont lus dépend de la fonction de la lecture. Quelquefois, tous les points sont lus tandis que dans certains cas, certains points seu-40 lement sont détectés» Il va de soi que l'invention n'a été décrite qu'à titre explicatif et nullement limitatif et que l'on pourra y apporter toute variante sans pour cela sortir de son cadre. 70 15098 9 2040234 REVENDICATIONS 1. Procédé d'identification d'échantillons logés dans des récipients dont-la paroi est constituée par au moins une couche d'une matière transparente et qui sont de préférence destinés à 5 être utilisés une seule fois, ce procédé étant caractérisé en ce que la surface de ladite couche porte un code constitué par un certain nombre d'irrégularité les positions des irrégularités étant spéciales à chaque échantillon, la.paroi présentant une perméabilité à la lumière dont les valeurs sont différentes sur les irré- filarités et sur le reste de la paroi au moins pour certains angles 'incidence, les variations d'intensité de la lumière transmise étant déversées par des photo-détecteurs. 2. Procédé selon lt. revendication 1, caractérisé en ce que : la.lumière est introduite dans la paroi par sa surface terminale ..supérieure, la lumière ayant un angle d'incidence tel qu'elle subisse des réflexions totales à l'intérieur de la paroi, sauf aux .1-5 endroits des irrégularités. - 3. Procédé selon la revendication t, caractérisé en ce que . 4 la .lumière est transmise à la surface terminale à travers une fente . qui a sensiblement la même forme que cette surface terminale. , 4o Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que 20 la direction de la lumière transmise à la paroi est perpendiculaire à cette paroi. 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que la lumière est émise par une source lumineuse qui est introduite dans le récipient. 25 6. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que la lumière est émise par un conducteur lumineux qui est engagé dans le récipient, 7. Procédé selon la revendication"4, caractérisé en ce que la perméabilité à la lumière est plus faible aux endroits des ir- 30 régularités que dans le reste de la paroi. 8. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que la perméabilité à la lumière est plus grande au niveau des irrégularités que sur le reste de la paroi. 9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, 35. caractérisé en ce que lesdites irrégularités sont obtenues par pénétration par pression d'un outil chauffé dans la surface. 10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que les irrégularités sont obtenues par un traitement mécanique de la surface, qui est de préférence un meulage. 70 15098 0 2040234 11. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que les irrégularités sont obtenues par fixation d'une matière à ladite surface. 12. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 1t* 5 caractérisé en ce que la lumière a une longueur d'onde comprise dans la bande infrarouge.