Brevet FR2514504A1 — publié le 19830415

La présente invention concerne un agencement d'apport d'échantillons se trouvant dans des récipients fermés ayant une partie pouvant être percée, par o l'échantillon peut être retiré, par exemple au moyen d'un aiguille creuse. Plus particulièrement, la présente invention concerne un agencement automatique pour transporter des tubes fermés contenant un échantillon dans un dispositif automatisé d'examen d'échantillon, retirer l'échantillon des tubes fermés en séquence, amener l'échantillon dans le dispositif d'examen, éjecter les tubes usés et nettoyer les parties enlevant et amenant l'échantillon entre chaque étape d'alimentation ou d'apport. Les fonctions qui viennent d'être décrites sont en fait connues, comme cela est mis en évidence, par exemple, par les dispositifs révélés dans les brevets US qui suivent: 3 418 080; 3 607 097; 3 768 526; 3 885305 et 4 1200662 Ces exemples selon l'art antérieur posent de nombreux problèmes parmi lesquelsl'ils sont encombrants du point de vue mécanique et fluide, couteux et pas faciles à adapter aux nécessités de nombreux laboratoires, o la compacité de l'équipement et la proximité de l'opérateur humain par rapport à l'instrument sont souhaitées Du fait du prix élevé des échantillons d'essai ou d'examen dans les hopitaux et les laboratoires, l'économie et la simplicité des instruments sont maintenant devenues la condition indispensable, encore plus que la plus haute précision. Certains instruments d'essai ou d'examen bien connus et acceptés n'avaient jusqu'à maintenant pas de capacité d'pport automatique de l'échantillon pour des raisons comprenant les déficiences de l'art antérieur qui viennent d'être nommées Un de ces instruments est l'analyseur de sang multiparamètre Compteur Coulter (marque déposée) modèle S (Compteur Coulter est la marque déposée N 0679 591 de Coulter Electronics, Inc, Hialeah, Floride, Etats-Unis d'Amérique). Les opérations effectuées par un tel analyseur sont révélées dans le brevet US NO 3 549 994 Si un tel analyseur pouvait recevoir direct Ement les tubes de l'échantillon, du phlébotomiste sans devoir prédiluer ou transférer à un autre récipient, ou même ouvrir le tube, acte pouvant exposer l'opérateur et le laboratoire à une maladie, comme l'hépatite, puis aspirer une portion de l'échantillon du tube fermé pour activer des essais normaux à l'analyseur, le tout d'une façon compacte et peu coûteuse, alors on atteindrait une avance technolo- gique. Un berceau de réception du tube de l'échantillon est monté dans l'analyseur d'échantillons, à proximité de sa vanne de mélange et de dilution Le berceau reçoit un tube obturé de l'échantillon à la fois, de l'opérateur humain, ou bien d'un agencement d'alimentation, mais il manipule trois tubes en stadesdifférentsde traitement: réception du tube, activation du système analyseur et transfert de l'échantillon du tube au système, et éjection du tube usé. Après transfert de l'échantillon, l'aiguille d'aspiration de l'échantillon et les conduits associés de fluide sont nettoyés pour éviter une contamination entre échantillons, et un entraînement Le nettoyage du bout de l'aiguille s'effectue dans un bain de rinçage, dans lequel le bout de l'aiguille a un mouvement alternatif, lors de son parcours vers le bouchon d'obturation du tube de l'échantillon. La présenteinvention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés, donnés uniquement à titre d'exemple illustrant un mode de réalisation de l'invention et dans lesquels: - la figure 1 est une vue fragmentaire, arrachée, de l'avant d'un analyseur d'échantillons contenant l'agencement d'apport d'échantillons selon l'invention la figure 2 est une vue en perspective, partiellement schématique, des composants majeurs de l'invention, la figure 3 est une vue en perspective de l'aiguille de transfert et de son logement. En se référant à la figure 1, qui montre une partie de l'avant d'un analyseur d'échantillons 2 tel qu'un analyseur de sang Compteur Coulter (marque déposée) modèle S, il y aura typiquement une ou plusieurs sondes d'aspiration 4 qui aspireront le sang d'un récipient ouvert contenant soit un échantilion de sang entier ou un échantillon de sang prédilé Le récipient ouvert, non représenté,sera amené au bout de la sonde par la main d'un opérateur humain, qui aura reçu un tube obturé de sang d'un patient, du phléboto- miste L'opérateur s'assurera que le tube obturé avec l'échantillon de son patient a été mélangé, soit à la main ou par un dispositif tel qu'un mélangeur de sang du type Coulter (marque déposée) (Coulter est la marque déposée aux Etats-Unis d'Amérique N 0995 825 de Coulter Electronics, Inc). Ensuite,, l'opérateur ouvrira le tube et le présentera à la sonde d'aspiration 4 ou bien avec un échantillon de très petit volume-, par exemple provenant d'un nourrisson, l'opérateur prédiluera l'échantillon dans un aitre récipient ouvert puis présentera ce récipient à la sonde d'aspiration. La manipulation du sang dans des récipients ouverts n'est pas souhaitable car des maladies comme l'hépatite peuvent ainsi être transmises Bien entendu, si le temps requis pour la manipulation de l'opérateur pouvait être réduit, cela permettrait une économie de prix Bien que des échantillons de sang et un analyseur de transfert solat dicrits En détail ici, l'analyseur pourrait être pour d'autres substances échantillons, comme en chimie, contrôle de la pollution et autres. Aux sondes d'aspiration est couplée, par des conduits de fluide qui ne sont pas représentés, une vanne 6 de dilution et de transfert de l'échantillon, dont la construc- tion et le fonctionnement peuvent être comme cela est révélé dans le brevet US No 3 549 994 ou 4 152 391 et qui est maintenant bien connuedans le domaine des analyseurs en hématologie Le contrôle du fonctionnement de la vanne de transfert et de la plupart des autres fonctions de l'analyseur est effectué par un moyen de programmation interne automatisé 7 comme cela est enseigné, par exemple, dans le brevet US No 3 549 994,et celui-ci n'est pas g 9 né par le fonctionnement de ce nouvel agencement d'apport d'échantillons; cependant, comme on l'expliquera ci-après, l'agencement d'apport d'échantillons ajoute d'autres commandes automatisées et déclenche le cycle du système par le moyen de programmation 7 Dans les analyseurs selon l'art antérieur, comme le modèle S, quand l'opérateur présente le récipient ouvert de l'échantillon au système à la sonde 4, l'opérateur doit ensuite activer l'aspiration par un levier de commande manuelle ou bouton 8 à l'avant du système Ensuite, le moyen de programmation 7 reprend la commande et fait avancer le traitement à travers tout le cycle complet du système Selon la présente invention, le tube obturé de l'échantillon lui-même, à la réception par l'agencement d'apport de l'échantillon,amorce non seulement le transfert de l'échantillon mais amorce également le moyen de programmation 7 du cycle progressif du système. Par conséquent, les sondes 4 et le bouton de commande ne doi- vent pas nécessairement être utilisés et ne doivent même pas nécessairement faire partie du système. L'avant de l'analyseur est pourvu d'une petite fenêtre d'entrée et d'une station de guidage de réception 10, configurée selon les contours d'un tube d'échantillon ou récipient 12 afin de guider la mise en place du tube d' échantillon dans un berceau 14 que l'on peut mieux voir sur la figure 2 Un plateau d'apport d'entrée, non représenté, peut être prévu et placé pour déboucher dans le guidage 10, afin de maintenir quelques tubes 12 de l'échantillon et de les faire avancer, à raison d'un à la fois, dans le guidage. Un orifice 16 d'évacuation de tubes usés est également prévu à l'avant de l'analyseur pour recevoir les tubes usés 12 ' tandis qu'ils sont éjectés du berceau, comme on le décrira en détail subséquemment. L'orifice 16 peut être pourvu d'un plateau collecteur ou analogue 17, pouvant contenir un certain nombre de tubes usés 12 ' pour la facilité de leur évacuation. Pour la facilité de l'illustration, la figure 2 est tournée d'environ 1200 par rapport à la position représentée sur la figure 1 Comme on peut le voir sur la figure 2, le berceau 14 a une broche 18 qui peut être entraînée en rotation par un moteur 20 ou autre moyen d'entraînement. Les pattes et autre matériel de montage et de jonction ne sont pas illustrés, afin de simplifier le dessin pour la facilité de son observation Le berceau illustré est conçu- pour contenir trois tubes décalés de 1200 les uns des autres; cependant, plus de tubeset d'autres déplacements angulaires peuvent être prévus si on le souhaite Deux disques à entailles ou encoches 22 et 24 de forme semblable, servent à placer les tubes par rapport à la broche et les unsparrapport aux autres et ls ont des encoches semi-circulaires 26 dans lesquelles peuvent reposer les tubes L'espace longitudinal entre les disques 22 et 24 est inférieur à la longueur d'un tube 12 donc le fond 28 du tube peut passer au dessus du disque supérieure 22 et l'ouverture obturée par un bouchon sera en dessous du disque inférieur 24 et ainsi la face du bouchon 30 sera accessible. A l'extrémité inférieure de la broche se trouve une plaque de base 32 qui tourne avec elle La plaque de base esttraversée de trois orifices 34 de passage qui sont axialement alignés avec les encoches 26 (seuls deux d'entre eux sont illustrés,le troisième étant à la partie arrachée en dessous du bouchon) Ainsi aligné,le centre de la face du bouchon 30 est directement au dessus d'un orifice 34, pour des raisons qui seront décrites A l'extrémité supérieure de la broche est placé un organe formant couvercle 36, qui pourrait être fixé à la broche ou être un organe fixe,comme une partie de la patte de montage du berceau La surface inférieure de l'organe formant couvercle pourrait être pourvue d'un moyen d'amortissement pour protéger l'extrémité fermée du tube 12 pendant l'aspiration, moment auquel le tube est légèrement poussé vers le haut par l'action de l'aiguille d'aspiration 38. Dans la vue de la figure 1, le tube 12 de l'échantillon est placé comme s'il venait d'être inséré dans le berceau. Sur la figure 2, la vue montre le moment après avance du berceau de sa première étape de 1200, donc le tube est aligné avec l'aiguille 38 et également l'orifice traversant 34 qui se trouve en dessous du bouchon 30 De même, comme on peut le voir,le berceau se trouve à un angle d'environ 450 par rapport à la verticale, donc la gravité force l'échantil- lon liquide à être à l'extrémité du tube côté bouchon Par conséquent, quand l'aiguille perce le bouchon, elle ne peut rencontrer de l'air à l'intérieur du bouchon. Quand la portion de l'échantillon a dé attirée du tube 12 et que l'aiguille 38 s'est retirée du bouchon et de l'orifice 34 à une position située en dessous de la plaque de base 32, le moteur 20 est activé pour faire de nouveau avancer le berceau d'une étape de 120 pour mettre le tube usagé à la position d'évacuation, o la gravité force le tube à tomber librement des encoches 26 et à tomber jusqu'au niveau d'un orifice d'évacuation 16 pour être reçu par le plateau 17 Pour empêcher un tube d'échantillon de sortir des encoches après chargement et avant d'atteindre la position d'évacuation, on peut prévoir un organe courbé de retenue 40 qui recouvre très précisément le berceau sur environ 1800, pour se terminer à la position d'évacuation. Seul un fragment du moyen de retenue 40 est illustré, pour la facilité Le moyen de retenue peut faire partie du moyen de montage à patte du berceau. Un élément de détection 42, tel qu'un microrupteur,est placé pour être activé par la présence d'un tube 12 d'échantillon lors de son entrée dans la fenêtre 10 et qu'il repose dans le berceau 14 comme à la position de la figure 1 Un tel commutateur peut être monté à l'intérieur de l'avant de l'instrument comme cela rest représenté sur la figure 1 Quand il est activé, ce commutateur 42 engage le moteur 20 à faire tourner le berceau d'environ 1200 et à aligner le tube de l'échantillon avec l'aiguille d'aspi- ration 38, comme on peut le voir sur la figure 2 Quand le tube de l'échantillon a atteint l'alignement souhaité, un second élément capteur, tel que le microrupteur 44, est engagé et il amorce tout le cycle du système de tout l'analyseur, comprenant le moyen d'alimentation en échantillon. De préférence, c'est le tube lui-même et non pas un autre objet, qui engage le commutateur 44 La mise en circuit du commutateur 44 active le moyen de programmation du système, qui ensuite effectue toutes les autres commandes du système,aussi bien des analyseurs que du moyen d'alimentation. L'aiguille d'aspiration 38 est fixée dans un logement 46 Le logement est fixé à un moyen d'entra nement 48 tel qu'un solénoïde ou un piston à air, pour donner, à l'aiguille, un mouvement alternatif dans et hors du tube 12, à travers le bouchon 30 Le logement 46 a un connecteur 50 de conduit de fluide o est couplé un conduit de fluide 52 (représenté sur la figure 3) conduisant à la vanne de dilution et de transfert 6 L'aiguille 38 est coaxiale, avec son alésage central formant un passage débouchant dans le conduit d'alimentation 52 L'entrée dans l'alésage central s'effectue par l'orifice 54 à proximité du bout de l'aiguille mais non pas juste à cet endroit L'orifice 54 est espacé du bout afin que cet orifice ne soit pas bouché par des morceaux du bouchon 30 pouvant se libérer pendant la pénétration Le second trajet de fluide dans l'aiguille coaxiale est prévu pour éventer le tube obturé vers l'atmosphère pendant l'aspiration de l'échantillon Comme on le sait bien, le contenu d'un récipient obturé ne peut être retiré à moins qu'il n'y ait déplacement, par uoe substance telle que de l'air, dans le récipient Un orifice d'évent 56 et un connecteur de ligne d'évent 58 sont aux extrémités du passage d'évent et sont couplés à un conduit d'évent 60. Un bain de rinçage 62 est interposé dans le trajet du bout de l'aiguille et il est monté fixement Le bain est en forme de chambre fermée à l'exception d'une vidange 64 et d'orifices d'entrée et de sortie de l'aiguille 66 et 68. Les orifices sont alignés avec l'orifice traversant 34 de la plaque de base 32 pour la position d'aspiration, comme on peut le voir sur la figure 2 La dimension et l'orientation du bain 62 sont telles que, à la position normalement retirée de l'aiguille 38 telle qu'elle est représentée sur la figure 2, le bout de l'aiguille, l'orifice 54 d'entrée de l'échantillon et l'orifice d'évent 56 se trouvent tous dans le bain Dans cette position retirée, pendant une partie du cycle total du système, le conduit de fluide 52 et le conduit d'évent 60 sont couplés aux sources du f Lde de rinçage lequel fluide est amené par les deux trajets de l'aiguille coaxiale et dans la chambre du bain par les orifices 54 et 56 Le fluide de rinçage s'écoulant de l'orifice d'évent 56 nettoiera l'extérieur du bout de l'aiguille Après rinçage liquide, le conduit d'évent est couplé à une source d'air propreou degazet est nettoyé et séché en soufflant. Le conduit de fluide 52 et l'alésage central de l'aiguille doivent rester remplis du liquide de rinçage jusqu'à ce que la portion suivante soit tirée,afin d'éviter ainsi le problème de l'air piégé dans le système d'aspiration. La séquence de l'agencement d'apport d'échantillons a été, pour la plus grande partie, décrite ci-dessus, mais on la résumera maintenant Un tube d'échantillons 12 est placé à travers la fenêtre d'entrée 10 et il déclenche le commutateur 4 _L poractiver le moteur 20 pour faire avancer le berceau 14 afin que le tube soit à la position d'aspiration de la figure 2 Ensuite, le commutateur 44 commence le cycle du système, par le moyen de programmation 7, dont la première partie force le moyen d'entraînement 48 à faire avancer l'aiguille 38 et son logement 46 vers le haut, de façon que le bout de l'aiguille se déplace de l'intérieur du bain de rinçage 62 jusqu'à l'intérieur du tube de l'éclhantillon 12, bien entendu à travers le bouchon 30.A cette jonction, les opérations bien connues du -système analyseur commencent sans aucune interaction manuelle. D'abord, l'aspiration de l'échantillon est accomplie, l'échantillon étant attiré à travers l'aiguille du conduit 52 jusqu'à la vanne de dilution et de transfert 6 L'aspi- ration dans la vanne et d'autres opérations du système peuvent être comme cela est enseigné dans le brevet US N 03 549 994. A des moments pratiques pour le cycle du système, le moyen d'entraînement 48 ramène le bout de l'aiguille au bain de rinçage 62, o les étapes précédemment décrites de lavage au fluide, de séchage à l'air propre et de remplissage du fluide de rinçage propre sont accomplies, le moteur d'alimentation avançant par étape de 1200 pour forcer le tube d'échantillon qui vient d'être utilisé à être évacué par l'orifice 16 et le plateau 17 Si un nouveau tube de l'échantillon déclenche le commutateur 42 pendant la séquence des >tapes du système, sa commande au moteur 20 est reconnwemais non utilisée jusqu'à un temps ultérieur dans le cycle du système, o le système peut de nouveau accepter un nouvel échantillon. R E V E N D I C A T I O N S 1 Agencement d'apport d'échantijlons pour introduire activement un récipient obturé d'échantillon dans un analyseur semi-automatique d'échantillons caractérisé en ce que ledit agencement d'apport d'échantillons permet ensuite à l'analyseur ( 2) d'obtenir automatiquement le matériau de l'échantillon et également de passer en séquence auto- matiquement à travers tout un cycle de l'analyseur, ledit agencement d'alimentation comprenant: un moyen ( 14) de maintien du récipient de l'échantillon pour recevoir un récipient d'échantillon obturé ( 12) et pour le mettre en place en position d'extraction de l'échantillon, un moyen de contrôle ( 44) répondant au récipient de l'échantillon bien en place pour extraire l'échantillon, ledit moyen de maintien du récipient étant couplé au moyen d'extraction de l'échantillon ( 38,46,52) pour retirer l'échantillon du récipient obturé, et ledit moyen de contrôle ( 44) étant activement couplé au moyen de programmation ( 7) du système analyseur pour valider automatiquement ledit moyen prélevant l'échantillon et d'autres des opérations de l'analyseur. Agencement selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen de maintien ( 14) du récipient de l'échantillon est construit pour maintenir au moins deux récipients d'échantillon ( 12) à des positions différentes, l'une desdites positions étant en alignement avec une station de réception du récipient ( 10, 42) dudit agencement d'apport, l'autre position étant en alignement avec le moyen d'extraction de l'échantillon ( 38). 3 Agencement selon la revendication 2,caractérisé par un moyen moteur ( 20) pour le moyen ( 14) maintenant le récipient de l'échantillon afin de transporter un récipient de l'échantillon ( 12) de sa première position ( 10) à une autre position, ledit moyen moteur ( 20) étant validé par un récipient quand il est à sa première position. 4 Agencement selon la revendication 3, caractérisé en ce que le moyen précité ( 14) de maintien du récipient a un axe longitudinal de rotation, en ce que les récipients ( 12) sont retenus parallèlement audit axe, et ledit axe et éloigné de l'horizontale, ainsi le matériau de l'échantillon est orienté à l'extrémité obturée ( 30) du récipient et est proche du moyen d'extraction de l'échantillon ( 38). Agencement selon la revendication 4, caractérisé en ce que la construction du moyen précité maintenant le récipient ( 14) et l'orientation de l'axe de rotation, par rapport à l'autre postion, sont telles que la rotation dudit moyen maintenant le récipient au-delà de l'autre position, après avoir extrait l'échantillon, soumet ledit récipient ( 12) à une force suffisante de gravitation pour libérer le récipient ( 12 ') du moyen le maintenant. 6 Agencement selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, o le récipient précité de l'échantillon est obturé à une extrémité par un bouchon pouvant être percé, caractérisé en ce que le moyen précité d'extraction de l'échantillon ( 46) comprend une aiguille d'aspiration ( 38) pouvant avoir un mouvement réciproque dans un trajet ( 66, 68) à travers ledit bouchon ( 30) et en ce que le moyen précité ( 14) de maintien du récipient maintient le dit récipient de façon que le bouchon soit en dessous de l'échantillon et au dessus de l'aiguille. 7 Agencement selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'un moyen de rinçage de l'aiguille d'aspiration ( 62,64) est interposé dans le trajet précité. 8 Agencement selon la revendication 7, caractérisé en ce que le moyen de rinçage ( 62,64) et le moyen de maintien du récipient ( 14) comprennent tous deux des moyens d'alignement ( 66,68,34) de l'aiguille d'aspiration ( 38) le long du trajet précité. 9 Agencement selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 5, o le moyen d'extraction de l'échantillon comprend une aiguille d'aspiration ayant un point de perce- ment de l'obturation caractérisé par un premier orifice et un second orifice tous deux proches, mais suffisamment espacés,du point de percement pour ne pas être bouchés par les débris du joint ( 30) du récipient, ladite aiguille définissant deux passages séparés,chacun communiquant avec un seul desdits orifices et chacun se terminant à des sorties séparées ( 50,58) qui sont éloignées dudit point de percement; ainsi un passage peut être couplé pour aspirer l'échantillon du récipient ( 12) tandis que l'autre passage est ccaplé pour entratner du gaz dans le récipient pour l'éventer. 10 Agencement selon la revendication 9, caractérisé en ce que les sorties ( 50,58) précitées peuvent être couplées à un matériau de nettoyage amené à travers les passages précités pour sortir des orifices ( 54,56) précités, et en ce qu'au moins l'un desdits off ices est placé de façon que le matériau de nettoyage nettoie également l'extérieur du bout de l'aiguille.