Устройство для автоматической выдачи контейнеров и приема заполненных контейнеров с образцами для последующей их передачи в лабораторию для анализа

Область техники
Настоящее техническое решение относится к области лабораторной техники, а именно к устройствам для автоматической выдачи контейнеров в соответствии с потребностью пользователя, а также автоматического приема заполненных контейнеров с образцами для последующей их передачи в лабораторию для анализа.
Уровень техники
В настоящее время известно множество видов контейнеров для химических веществ, биоматериалов, взятия анализов и т.д., которые используются в лабораториях для проведения исследований. Например, различные пробирки, контейнеры с крышкой, пробирки с зондом, в частности, для ПЦР-теста, и т.д.
Процесс забора и регистрации образца обычно предполагает взаимодействие пользователя с персоналом лаборатории или медицинской организации по крайней мере для регистрации и идентификации принятого контейнера с образцом в системе и помещение его в холодильник на хранение для последующего анализа в лаборатории. При этом взятие некоторых видов образцов, например воды, почвы, пищевых продуктов, а также биоматериала, например мочи, кала, мазков ПЦР-тестов и т.д. по существу не требуют участия квалифицированного персонала и могут быть выполнены самим пользователем, а процесс регистрации и принятия контейнера с образцом на хранение может быть автоматизирован для снижения нагрузки на персонал медицинской организации или лаборатории. Взятие образцов некоторых биоматериалов, требующих обязательного участия квалифицированного персонала, например, взятие венозной крови, взятие пункции и т.д., также включает этап регистрации и принятия контейнера с образцом на хранение. Следовательно, этот этап также может быть автоматизирован для снижения нагрузки на персонал лаборатории или медицинской организации. Дополнительным преимуществом автоматизации процесса регистрации контейнера с образцом и принятия на хранение является снижение влияния человеческого фактора. В случае утери, ошибки при регистрации контейнера с образцом (некорректной идентификации образца), или несоблюдения условий хранения (например, хранения в холодильном отсеке при температуре +8°С или ниже) дальнейшее проведение исследования образца в лаборатории может быть невозможно либо повлечет ложность полученных результатов исследования. Подобные ошибки, вызванные человеческим фактором, могут оказывать существенное влияние на заключения экспертов, например, по анализу химических веществ, пищевых продуктов или на последующее назначение лечения пользователю (пациенту), либо необходимость повторного взятия образца химических веществ, пищевых продуктов или биоматериалов соответственно. Следовательно, автоматизация процесса регистрации и взятия на хранение контейнеров с образцами является актуальной задачей.
Известно устройство для автоматического приема контейнеров (Китай № CN112499088, опубл. 16.03.2021), включающее в себя корпус, блок управления, узел приема, модуль идентификации, узел захвата и транспортировки, охлаждаемый отсек хранения контейнеров, блок управления выполнен с возможностью идентификации контейнера посредством модуля идентификации и сохранения данных о принятом контейнере, полученном посредством узла приема и перемещения полученного контейнера в охлаждаемый отсек хранения контейнеров посредством узла захвата и транспортировки. Это известное решение позволяет снизить рабочую нагрузку на медицинский персонал, и повысить эффективность передачи данных о принятых контейнерах с образцами.
Несмотря на имеющиеся преимущества известного решения возможно повышение его универсальности и дополнительное расширение функционала.
Перед этапом регистрации и приема контейнера с образцом (химическим веществом, пищевым продуктом, биоматериалом и т.д.) пользователю необходимо получить или приобрести пустой контейнер для его заполнения, следовательно также требуется привлечение персонала магазина, лаборатории, медицинской организации или аптеки.
Кроме того, для различных видов исследований и для различных типов образцов существует множество типов контейнеров, которые различают: по назначению, материалам, габаритным размерам, форме, типу и цвету крышки, форме дна, наличию/отсутствию вакуума, наличию/отсутствию наполнителя, в частности, реагента, зонда, ложечки и т.д. Таким образом, возможны десятки возможных вариантов контейнеров при этом качество и возможность проведения исследования в лаборатории зависит, в том числе, от правильного выбора контейнера.
Помимо правильного подбора типа контейнера для конкретного исследования важной задачей является точная и однозначная маркировка контейнера для конкретного пользователя и/или конкретного исследования. Поскольку данные на контейнерах обычно шифруются, например, штрих-кодом, QR-кодом, RFID-меткой, цифровым/буквенным и/или иным-кодом, это может затруднять визуальное выявление ошибок персоналом, осуществляющим выдачу контейнеров пользователю для, например, взятия пробы химического вещества, забора биоматериала самостоятельно и/или квалифицированным медицинским персоналом. При ручной выдаче пустых контейнеров или самостоятельной покупке пустого контейнера пользователем возможны ошибки, вызванные человеческим фактором, кроме того, это увеличивает нагрузку на персонал медицинской организации и/или непосредственно пользователя. В частности, при необходимости сдачи ПЦР-теста пользователь должен сначала зарегистрироваться и получить пустой контейнер для взятия пробы у работника медицинской организации, затем самостоятельно или при помощи медицинского персонала взять пробу, после чего сдать контейнер с образцом работнику медицинской организации или в автоматизированное устройство, например, подобное по конструкции, известной из патента CN112499088.
Задачей настоящего технического решения является создание устройства для автоматической выдачи пустых контейнеров и автоматического приема контейнеров с образцами.
Раскрытие полезной модели
Объектом настоящего технического решения является устройство для автоматической выдачи контейнеров и приема заполненных контейнеров с образцами для последующей их передачи в лабораторию для анализа, включающее в себя корпус, блок управления, узел приема, модуль идентификации, узел захвата и транспортировки, охлаждаемый отсек хранения контейнеров, блок управления выполнен с возможностью идентификации контейнера посредством модуля идентификации, и сохранения данных о принятом контейнере, полученном посредством узла приема, и перемещения полученного контейнера в охлаждаемый отсек хранения контейнеров посредством узла захвата и транспортировки, причем устройство дополнительно включает в себя отсек хранения пустых контейнеров, модуль ввода данных и узел выдачи, блок управления дополнительно выполнен с возможностью получения задания на выдачу контейнера посредством модуля ввода данных, сбора и перемещения пустого контейнера из отсека хранения пустых контейнеров на узел выдачи в соответствии с полученным заданием посредством узла захвата и транспортировки.
Возможные уточняющие признаки заявляемой полезной модели указаны ниже. Устройство, в котором модуль идентификации содержит считыватель штрих-кодов, выполненный с возможностью идентификации штрих-кода, расположенного на контейнере.
Устройство, в котором модуль идентификации содержит считыватель QR-кодов, выполненный с возможностью идентификации QR-кода, расположенного на контейнере.
Устройство, в котором модуль идентификации содержит RFID-считыватель, выполненный с возможностью идентификации RFID-метки, расположенной на контейнере.
Устройство, в котором модуль идентификации содержит видеосенсор, выполненный с возможностью считывания и распознавания этикетки на контейнере.
Устройство, которое дополнительно содержит отсек сброса, блок управления выполнен с возможностью инициирования сброса пустого контейнера из узла выдачи в отсек сброса посредством узла захвата и транспортировки.
Устройство, в котором блок управления выполнен с возможностью инициирования сброса пустого контейнера из узла выдачи в ответ на то, что пустой контейнер не был извлечен из узла выдачи.
Устройство, в котором узел захвата и транспортировки содержит направляющий канал, выполненный с возможностью перемещения контейнера из узла приема по каналу в охлаждаемый отсек хранения контейнеров под действием силы тяжести, при этом охлаждаемый отсек хранения контейнеров расположен ниже узла приема в корпусе устройства.
Устройство, в котором узел захвата и транспортировки содержит направляющий канал, выполненный с возможностью перемещения контейнера из отсека хранения пустых контейнеров в узел выдачи под действием силы тяжести, при этом  отсек хранения пустых контейнеров расположен выше узла выдачи в корпусе устройства.
Устройство, в котором узел захвата и транспортировки выполнен в виде каретки, выполненной с возможностью удержания контейнера, каретка установлена на направляющих и выполнена с возможностью перемещения по направляющим в двух плоскостях посредством приводного механизма.
Устройство, в котором узел захвата и транспортировки выполнен в виде каретки, выполненной с возможностью удержания контейнера, каретка установлена на направляющих и выполнена с возможностью перемещения по направляющим в трех плоскостях посредством приводного механизма.
Устройство, в котором узел захвата и транспортировки выполнен в виде роботизированного манипулятора, выполненного с возможностью захвата и удержания контейнера и его перемещения.
Устройство, в котором узел приема и узел выдачи выполнены в виде единого окна в корпусе устройства.
Устройство, в котором узел приема и узел выдачи выполнены в виде отдельных окон в корпусе устройства.
Устройство, в котором узел приема контейнеров снабжен датчиками контроля посторонних объектов, находящихся в узле приема помимо контейнера.
Устройство, в котором узел захвата и транспортировки выполнен в виде единого узла, выполненного с возможностью захвата и перемещения контейнера из узла приема в охлаждаемый отсек хранения контейнеров и из отсека хранения пустых контейнеров в узел выдачи.
Устройство, в котором узел захвата и транспортировки выполнен в виде двух отдельных узлов, первый из которых выполнен с возможностью захвата и перемещения контейнера из узла приема в охлаждаемый отсек хранения контейнеров, а второй выполнен с возможностью захвата и перемещения контейнера из отсека хранения пустых контейнеров в узел выдачи.
Устройство, в котором охлаждаемый отсек хранения контейнеров выполнен с возможностью охлаждения и хранения контейнеров с образцами при температуре не выше +8°С.
Устройство, в котором охлаждаемый отсек хранения контейнеров содержит автоматическую систему открывания и закрывания отсека для приема контейнеров посредством узла захвата и транспортировки.
Устройство, в котором корпус дополнительно содержит смотровое окно, выполненное с возможностью осуществления визуального контроля содержимого отсека хранения пустых контейнеров.
Устройство, в котором корпус дополнительно содержит устройство индикации наполнения отсеков устройства.
Устройство, в котором отсек хранения пустых контейнеров выполнен с возможностью установки съемных картриджей с пустыми контейнерами при этом тип и размер контейнеров в одном картридже совпадает.
Устройство, которое дополнительно содержит интерфейс передачи данных, выполненный с возможностью подключения к сети передачи данных, при этом блок управления выполнен с возможностью получения и отправки данных на внешние устройства по сети передачи данных.
Устройство, в котором модуль ввода данных включает в себя интерфейс передачи данных, причем блок управления выполнен с возможностью получения задания на выдачу контейнера по меньшей мере частично посредством интерфейса передачи данных от внешнего источника.
Устройство, в котором модуль ввода данных включает в себя устройство ввода, блок управления выполнен с возможностью получения задания на выдачу контейнера по меньшей мере частично посредством устройства ввода.
Устройство, в котором дополнительно содержится модуль вывода информации, при этом блок управления выполнен с возможностью индикации данных пользователю посредством модуля вывода информации.
Устройство, в котором модуль вывода информации представляет собой экран.
Устройство, в котором модуль вывода информации представляет собой принтер, выполненный с возможностью печати и выдачи талона.
Устройство, в котором модуль вывода информации представляет собой принтер, выполненный с возможностью печати и выдачи самоклеящейся этикетки для контейнера.
Устройство, в котором дополнительно содержится несколько модулей вывода информации, при этом блок управления выполнен с возможностью индикации данных пользователю посредством нескольких модулей вывода информации.
Технический результат - расширение арсенала средств для автоматической выдачи пустых контейнеров и автоматического приема контейнеров с образцами.
В контексте настоящего описания под термином контейнер, понимается любой лабораторный контейнер или аналогичная емкость для образцов, например, химических веществ, пищевых продуктов или биоматериалов. Например, вакуумные пробирки согласно стандарту ISO6710, или иные пробирки из пластика, стекла, и иных материалов, контейнеры биоматериалов, набор для взятия ПЦР-теста в виде пробирки с зондом и/или zip-пакетом с зондом и т.д.
В контексте настоящего описания под термином «пустой контейнер», понимается контейнер без образца, то есть контейнер в исходном состоянии до взятия пробы, например, химического вещества, пищевого продукта, биоматериала. Стоит отметить, что для отдельных видов контейнеров внутри может находиться, например, реагент, зонд для ПЦР-теста, ложечка или иные вещества и средства или среда (например, вакуум) для обеспечения взятия пробы (образца) или его анализа, при этом до взятия пробы подобный контейнер в контексте настоящего описания будет являться «пустым контейнером».
В контексте настоящего описания под термином «контейнер с образцом» понимается контейнер с пробой, например, химического вещества, пищевого продукта, биоматериала, то есть контейнер после взятия пробы (образца).
В контексте настоящего описания, если конкретно не указано иное, слова «первый», «второй», «третий» и т.д. используются в виде прилагательных исключительно для того, чтобы отличать существительные, к которым они относятся, друг от друга, а не для целей описания какой-либо конкретной взаимосвязи между этими существительными. Так, например, следует иметь в виду, что использование терминов "первый узел захвата и транспортировки" и "второй узел захвата и транспортировки" не подразумевает какого-либо порядка, отнесения к определенному типу, хронологии, иерархии или ранжирования. Кроме того, в той или иной ситуации "первый узел захвата и транспортировки" и "второй узел захвата и транспортировки" могут представлять собой единый узел захвата и транспортировки, выполняющий функционал каждого из них.
Под «заданием на выдачу контейнера» в контексте настоящего описания понимается набор инструкций, обеспечивающих инициирование автоматической выдачи устройством одного или нескольких контейнеров пользователю. Задание может включать в себя данные об одном или нескольких контейнерах (наборе контейнеров), при этом контейнеры в наборе могут по меньшей мере частично совпадать или по меньшей мере частично отличаться. В контексте настоящего описания термин «задание на выдачу контейнера» может так же подразумевать задание на выдачу нескольких контейнеров.
Дополнительные и/или альтернативные характеристики, аспекты и преимущества вариантов осуществления настоящего технического решения станут очевидными из последующего описания, прилагаемых чертежей и прилагаемой формулы.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 схематично показан неограничивающий вариант устройства для автоматической выдачи и приема контейнеров (общий вид внутри корпуса).
На Фиг. 2 схематично показан неограничивающий вариант осуществления устройства для автоматической выдачи и приема контейнеров (общий вид снаружи корпуса).
Описание полезной модели
На фиг. 1-2 схематично показан неограничивающий вариант осуществления устройства 100 для автоматической выдачи и приема контейнеров. Устройство 100 включает в себя корпус 102, блок управления (не показан), узел приема 104, модуль идентификации 106, узел захвата и транспортировки 108, охлаждаемый отсек 110 хранения контейнеров, отсек 112 хранения пустых контейнеров, модуль ввода данных 114 и узел выдачи 116.
Блок управления выполнен с возможностью идентификации контейнера посредством модуля идентификации 106, и сохранения данных о принятом контейнере, полученном посредством узла приема 104, и перемещения полученного контейнера в охлаждаемый отсек 110 хранения контейнеров посредством узла захвата и транспортировки 108.
Блок управления дополнительно выполнен с возможностью получения задания на выдачу контейнера посредством модуля ввода данных 114, сбора и перемещения пустого контейнера из отсека 112 хранения пустых контейнеров на узел выдачи 116 в соответствии с полученным заданием посредством узла захвата и транспортировки 108.
Блок управления выполнен с возможностью получать, обрабатывать команды таким образом, чтобы инициировать выполнение операций отдельными узлами устройства 100. В частности, блок управления может быть выполнен в виде контроллера или иного компьютерного устройства, подходящего для осуществления соответствующих команд и операций, согласно заявляемому техническому решению. Устройство 100 может быть подключено к сети питания и/или включать автономный источник питания, например, аккумуляторную батарею.
Корпус 102 может представлять собой, по существу, шкаф с дверцей, как показано на Фиг. 1-2, в одной или нескольких стенках которого размещены узел приема 104, модуль идентификации 106, модуль ввода данных 114, узел выдачи 116.
Корпус 102 может иметь также иную форму и конструкцию, обеспечивающую размещение блока управления, узла приема 104, модуля идентификации 106, узла захвата и транспортировки 108, охлаждаемого отсека 110 хранения контейнеров, отсека 112 хранения пустых контейнеров, модуля ввода данных 114 и узла выдачи 116. Например, корпус 102 может быть выполнен напольным или навесным, а форма и габаритные размеры могут выбираться, например, исходя из необходимого объема охлаждаемого отсека 110 хранения контейнеров и/или отсека 112 хранения пустых контейнеров.
Узел приема 104 может быть выполнен в корпусе 102 в виде проема, обеспечивающего возможность прохождения контейнера с образцом. Возможен вариант осуществления, согласно которому узел приема 104 является универсальным и выполнен с возможностью приема любого типа контейнеров, для приема которых предназначено устройство 100. Согласно альтернативному варианту осуществления узел приема 104 может быть выполнен в корпусе в виде двух или более проемов, выполненных с возможностью прохождения контейнеров различного типа и/или размера. Например, один из проемов может обеспечивать возможность прохождения контейнеров в виде пробирок (например, пробирок с кровью), а другой для контейнеров в виде банок с крышкой (контейнер для мочи и др. биоматериалов), а третий - для контейнеров в виде zip-пакета с зондом для ПЦР теста. Как будет понятно специалисту, проемы узла приема 104 могут отличаться между собой по форме и/или размеру и/или конструкции.
На Фиг. 1-2 показан узел приема 104, представляющий собой универсальный проем в виде окна для приема контейнеров с образцами различного типа, формы и размера. Возможен вариант осуществления, согласно которому устройство 100 может быть предназначено для одного типа контейнеров, например, только для пробирок, или только для контейнеров с ПЦР тестом или контейнером для пищевых продуктов и т.д.
Возможен вариант осуществления, согласно которому узел приема 104 контейнеров снабжен датчиками контроля посторонних объектов, находящихся в узле приема помимо контейнера. В частности, датчик контроля может представлять собой датчик объема, датчик движения, видеосенсор с функцией распознавания объектов и т.д. Узел приема 104 может быть выполнен в виде окна или проема с дверцей для исключения попадания посторонних предметов, при этом дверца может быть выполнена с возможностью блокировки и разблокировки посредством запирающего механизма, связанного с блоком управления. Разблокировка дверцы может осуществляться в ответ на получение команды от блока управления, например, при получении задания на прием контейнера с образцом от модуля идентификации 106 и /или от устройства ввода.
Модуль идентификации 106 может состоять из одного или нескольких модулей, и может быть расположен на одной или нескольких из стенок корпуса 102. Возможен вариант осуществления, согласно которому модуль идентификации 106 совмещен с узлом приема 104. Например, модуль идентификации 106 может быть расположен перед узлом приема 104 или непосредственно внутри узла приема 104 для автоматической идентификации контейнера с образцом для его захвата и транспортировки в охлаждаемый отсек 110 хранения контейнеров.
В иллюстративном примере на фиг. 2 модуль идентификации 106 расположен на передней стенке (дверце) корпуса 102. Согласно неограничивающему варианту осуществления модуль идентификации 106 может содержать одно или несколько из: считыватель штрих-кодов, выполненный с возможностью идентификации штрих-кода, расположенного на контейнере; считыватель QR-кодов, выполненный с возможностью идентификации QR-кода, расположенного на контейнере; RFID-считыватель, выполненный с возможностью идентификации RFID-метки, расположенной на контейнере; видеосенсор, выполненный с возможностью считывания и распознавания этикетки на контейнере.
Как будет понятно специалисту, наличие нескольких считывателей и датчиков может дополнительно повышать универсальность устройства 100 для приема различных контейнеров с образцами, а также повышать надежность и точность считывания. Например, при наличии считывателя штрих-кодов и видеосенсора модуль идентификации 106 может осуществлять считывание штрих-кода каждым из них, и осуществлять сравнение данных, полученных со считывателя штрих-кодов с данными, полученными видеосенсором при распознавании изображения этикетки контейнера с образцом. Однако, одного считывателя/сенсора может быть достаточно в качестве модуля идентификации 106 для осуществления заявляемого технического решения.
Узел захвата и транспортировки 108 выполнен с возможностью перемещения пустого контейнера из отсека 112 хранения пустых контейнеров в узел выдачи 116, а также с возможностью перемещения контейнера с образцом из узла приема 104 в охлаждаемый отсек 110 хранения контейнеров.
Возможен вариант осуществления, в котором узел захвата и транспортировки 108 выполнен в виде единого узла, выполненного с возможностью захвата и перемещения контейнера из узла приема 104 в охлаждаемый отсек 110 хранения контейнеров и из отсека 112 хранения пустых контейнеров в узел выдачи 116.
Согласно другому варианту осуществления узел захвата и транспортировки 108 выполнен в виде двух отдельных узлов, первый из которых выполнен с возможностью захвата и перемещения контейнера из узла приема 104 в охлаждаемый отсек 110 хранения контейнеров, а второй выполнен с возможностью захвата и перемещения контейнера из отсека 112 хранения пустых контейнеров в узел выдачи 116.
Возможен вариант осуществления, в котором узел захвата и транспортировки 108 содержит направляющий канал, выполненный с возможностью перемещения контейнера из узла приема 104 по каналу в охлаждаемый отсек 110 хранения контейнеров под действием силы тяжести, при этом охлаждаемый отсек 110 хранения контейнеров расположен ниже узла приема 104 в корпусе 102 устройства 100.
Возможен вариант осуществления, в котором узел захвата и транспортировки 108 содержит направляющий канал, выполненный с возможностью перемещения контейнера из отсека 112 хранения пустых контейнеров в узел выдачи 116 под действием силы тяжести, при этом  отсек 112 хранения пустых контейнеров расположен выше узла выдачи 116 в корпусе 102 устройства 100.
Возможен вариант осуществления, в котором узел захвата и транспортировки 108 выполнен в виде каретки, выполненной с возможностью удержания контейнера, каретка установлена на направляющих и выполнена с возможностью перемещения по направляющим в двух плоскостях посредством приводного механизма. В частности, перемещения в горизонтальной и вертикальной плоскостях может быть достаточно для осуществления заявляемого технического решения. Приводной механизм может представлять собой, например, один или несколько линейных двигателей. Направляющие могут представлять собой, например, профиль круглого прямоугольного сечения, и/или винтовую направляющую, связанную с приводом для обеспечения перемещения каретки по заданным координатам. Каретка может представлять собой ложемент или захват для контейнера, выполненный с возможностью захвата, удерживания контейнера и его высвобождения. Высвобождение контейнера в каретке, представляющей собой ложемент, может осуществляться, в частности, посредством опрокидывания каретки. Захват для контейнера, может представлять собой, по существу, наконечники щипцов, связанные с приводом, для захвата при сжимании и высвобождения контейнера при разжимании наконечников.
Возможен вариант осуществления, в котором узел захвата и транспортировки 108 выполнен в виде каретки, выполненной с возможностью удержания контейнера, каретка установлена на направляющих и выполнена с возможностью перемещения по направляющим в трех плоскостях посредством приводного механизма.
Возможен вариант осуществления, в котором узел захвата и транспортировки 108 выполнен в виде роботизированного манипулятора, выполненного с возможностью захвата/высвобождения, удержания контейнера и его перемещения.
Охлаждаемый отсек 110 хранения контейнеров представляет собой принудительно охлаждаемый отсек, выполненный с возможностью охлаждения и хранения контейнеров с образцами при температуре не выше +8°С. Возможная температура внутри охлаждаемого отсека 110 хранения контейнеров может составлять от -197°С до +8°С. В зависимости от необходимых условий хранения, видов биоматериала и длительности хранения может быть выбран соответствующий температурный режим. В частности, для хранения анализов мочи (до 24 часов) необходима температура +4°С. Кровь может храниться в пробирке в течение 24 часов при температуре +4…+8°С, а при температуре -20°С - до месяца. Хранение зонда с мазком из ротоглотки для ПЦР тестирования возможно в течение недели при температуре +2…+8°С, при температуре -20°С до года, а при -70°С и ниже (до -197°С) - более года (длительное хранение). Слюна может храниться в течение 24 часов при температуре +4…+8°С, а при температуре -20°С - до 1 недели. Сперма может храниться в течение 24 часов при температуре +2…+8°С, а при температуре -20°С - до 1 недели. Ликвор (спинномозговая жидкость) может храниться в течение 24 часов при температуре +2…+8°С, а при температуре -20°С - до 1 недели. Анализ кала может храниться в течение 8 часов при температуре +4…+8°С. Проба воды, а также некоторых химических веществ и пищевых продуктов может храниться не менее 24 часов при температуре +2…+8°С.
Таким образом, при условии, что собранные в автоматическом режиме устройством 100, контейнеры с образцами будут извлечены из охлаждаемого отсека 110 хранения контейнеров и доставлены в лабораторию для анализа в течение суток (24 часа), то для большинства видов образцов оптимальная температура внутри охлаждаемого отсека 110 хранения контейнеров должна составлять в диапазоне +2…+8°С.
Охлаждаемый отсек 110 хранения контейнеров по существу представляет собой емкость, внутреннее пространство которой выполнено с возможностью принудительного охлаждения и поддержания температурного режима в заданном диапазоне. По существу, охлаждаемый отсек 110 хранения контейнеров может представлять собой холодильник, реализованный на базе элемента Пельтье, и/или на базе компрессора с хладагентом (аналогично бытовым холодильникам), или на базе аккумуляторов холода или химического охлаждения, например, посредством раствора аммиачной селитры, жидкого азота и т.д.
Возможен вариант осуществления, согласно которому охлаждаемый отсек 110 хранения контейнеров содержит автоматическую систему открывания и закрывания отсека для приема контейнера посредством узла захвата и транспортировки 108. Емкость охлаждаемого отсека может содержать открываемую крышку или загрузочное окно, выполненные с возможностью приема контейнеров с образцами посредством узла захвата и транспортировки 108. Крышка или загрузочное окно могут автоматически открываться и закрываться под воздействием, например, магнитного, механического, электромеханического, пневматического или иного механизма с обеспечением кратковременного открывания охлаждаемого отсека 110 хранения контейнеров для приема контейнера с образцом. Открывание загрузочного окна или крышки охлаждаемого отсека 110 может быть инициировано блоком управления либо узлом захвата и транспортировки 108, либо самим контейнером с образцом. Например, блоком управления может быть направлена команда на открытие загрузочного окна в ответ на прием контейнера с образцом на узле приема 104, или узел захвата и транспортировки 108 может механически воздействовать на крышку или загрузочное окно охлаждаемого отсека 110 для приема контейнера с образцом. Кроме того, загрузочное окно может содержать шторку, выполненную с возможностью открывания под весом самого контейнера с образцом и последующего закрывания (возврата в исходное положение) после прохождения контейнера с образцом. Возврат шторки в исходное положение может быть реализован, например, посредством пружинного механизма, или электромагнитного, или электромеханического, или пневматического механизма, или пьезоэлемента; или за счет упругости материала шторки (в частности, при выполнении шторки из резины).
Для варианта осуществления, в котором узел захвата и транспортировки 108 выполнен в виде роботизированного манипулятора, загрузочное окно или крышка охлаждаемого отсека 110 могут открываться посредством роботизированного манипулятора для размещения контейнера с образцом в охлаждаемом отсеке 110 хранения контейнеров.
Отсек 112 хранения пустых контейнеров может быть выполнен в виде полок, размещенных внутри корпуса 102 с возможностью размещения контейнеров одного или нескольких видов для обеспечения извлечения(захвата) и направления на узел выдачи 116 посредством узла захвата и транспортировки 108. Возможен вариант осуществления, согласно которому отсек 112 хранения пустых контейнеров выполнен с возможностью установки съемных картриджей с пустыми контейнерами при этом тип и размер контейнеров в одном картридже совпадает. Согласно альтернативному варианту осуществления отсек 112 хранения пустых контейнеров может быть разделен на несколько ячеек для размещения пустых контейнеров. Контейнеры в каждой отдельной ячейке должны совпадать, а контейнеры в различных ячейках могут как совпадать, так и отличаться по одному или нескольким признакам из: назначение, материал, габаритные размеры, форма, тип крышки, цвет крышки, форма дна, наличие/отсутствие вакуума, наличие/отсутствие наполнителя, в частности, реагента, зонда, ложечки и т.д.
Возможен вариант осуществления, в котором корпус 102 дополнительно содержит смотровое окно 118, выполненное с возможностью осуществления визуального контроля содержимого отсека 112 хранения пустых контейнеров. Посредством смотрового окна 118 может также осуществляться визуальный контроль за процессом транспортировки пустого контейнера из отсека 112 хранения пустых контейнеров в узел выдачи 116 узлом захвата и транспортировки 108 и/или транспортировкой контейнера с образцом из узла приема 104 в охлаждаемый отсек 110 хранения контейнеров узлом захвата и транспортировки 108. Визуальный контроль может являться дополнительным способом проверки корректности работы устройства 100 и оперативного выявления возможных неисправностей.
Возможен вариант осуществления, в котором корпус 102 дополнительно содержит устройство индикации наполнения отсеков 110, 112 устройства 100. Устройство индикации может представлять собой одно или несколько из: световой индикатор, экран, динамик.
Узел выдачи 116 может быть выполнен в корпусе 102 в виде проема, обеспечивающего возможность прохождения пустого контейнера. Возможен вариант осуществления, согласно которому узел выдачи 116 является универсальным и выполнен с возможностью выдачи любого типа контейнеров, для выдачи которых предназначено устройство 100. Согласно альтернативному варианту осуществления узел выдачи 116 может быть выполнен в корпусе в виде двух или более проемов, выполненных с возможностью прохождения контейнеров различного типа и/или размера. Например, один из проемов может обеспечивать возможность прохождения контейнеров в виде пробирок, а другой для контейнеров в виде банок с крышкой (контейнер для мочи и др. биоматериалов или для некоторых пищевых продуктов, химических веществ и т.д.), а третий - для контейнеров в виде zip-пакета, например, с зондом для ПЦР-теста. Как будет понятно специалисту, проемы узла выдачи 116 могут отличаться между собой по форме, и/или размеру, и/или конструкции.
На Фиг. 1-2 показан узел выдачи 116, представляющий собой универсальный проем в виде окна для выдачи пустых контейнеров различного типа, формы и размера. Возможен вариант осуществления, согласно которому устройство 100 может быть предназначено для одного типа контейнеров, например, только для пробирок или только для контейнеров с ПЦР-тестом и т.д.
Возможен вариант осуществления, согласно которому узел приема 104 и узел выдачи 116 выполнены в виде единого окна в корпусе 102 устройства 100. (показано на фиг. 2).
Возможен вариант осуществления, согласно которому узел приема 104 и узел выдачи 116 выполнены в виде отдельных окон в корпусе 102 устройства 100. (не показано).
Возможен вариант осуществления, согласно которому узел выдачи 116 контейнеров снабжен датчиками контроля посторонних объектов, находящихся в узле выдачи 116. В частности, датчик контроля может представлять собой датчик объема, датчик движения, видеосенсор с функцией распознавания объектов и т.д. Узел выдачи 116 аналогично узлу приема 104 может быть выполнен в виде окна или проема с дверцей, при этом дверца может быть выполнена с возможностью блокировки и разблокировки посредством запирающего механизма, связанного с блоком управления. Разблокировка дверцы узла выдачи 116 может осуществляться в ответ на получение команды от блока управления, например, при получении задания на выдачу пустого контейнера от модуля идентификации 106 и /или от устройства ввода. Разблокировка дверцы узла выдачи 116 может осуществляться в ответ на получение пустого контейнера от узла захвата и транспортировки 108, а поступление пустого контейнера может быть идентифицировано, например, посредством одного или нескольких датчиков контроля посторонних объектов, находящихся в узле выдачи 116. Под посторонним предметом в данном случае может пониматься, в том числе,  пустой контейнер.
Возможен вариант осуществления, согласно которому устройство 100 дополнительно содержит отсек сброса 120, блок управления выполнен с возможностью инициирования сброса пустого контейнера из узла выдачи 116 в отсек сброса 120 посредством узла захвата и транспортировки 108 или посредством отдельного устройства сброса, выполненного, например, в виде выталкивающего механизма или клапана, выполненных с возможностью сдвига или сброса контейнера из узла выдачи 116 в отсек сброса 120. Узел захвата и транспортировки 108 может быть дополнительно выполнен с возможностью перемещения контейнера из узла выдачи 116 в отсек сброса 120, например, посредством опрокидывания каретки или перемещения роботизированного манипулятора.
Возможен вариант осуществления, согласно которому блок управления выполнен с возможностью инициирования сброса пустого контейнера из узла выдачи 116 в отсек сброса 120 в ответ на то, что пустой контейнер не был извлечен из узла выдачи 116. Автоматический сброс контейнера в отсек сброса 120 может быть инициирован, например, в ответ на то, что контейнер не был извлечен пользователем из отсека выдачи 116 в течение заданного промежутка времени после перемещения контейнера из отсека 112 хранения пустых контейнеров в узел выдачи 116. Заданный промежуток времени может составлять, например, 1 минуту, 2 минуты, 5 минут и т.д. Либо автоматический сброс контейнера из узла выдачи 116 в отсек сброса 120 может быть инициирован в момент получения нового задания на выдачу пустого контейнера, например, в ответ на то, что контейнер не был извлечен до получения нового задания на выдачу пустого контейнера, при этом временной промежуток может быть также ограничен или не ограничен.
Модуль ввода данных 114 может состоять из одного или нескольких модулей, и может быть расположен на одной или нескольких из стенок корпуса 102 и/или частично или полностью внутри корпуса 102. Возможен вариант осуществления, согласно которому модуль ввода данных 114 совмещен с модулем идентификации 106.
Возможен вариант осуществления, согласно которому устройство 100 дополнительно содержит интерфейс передачи данных, выполненный с возможностью подключения к сети передачи данных, при этом блок управления выполнен с возможностью получения и отправки данных на внешние устройства по сети передачи данных.
Возможен вариант осуществления, согласно которому модуль ввода данных 114 включает в себя интерфейс передачи данных, причем блок управления выполнен с возможностью получения задания на выдачу контейнера по меньшей мере частично посредством интерфейса передачи данных от внешнего источника.
Например, модуль ввода данных 114 может содержать одно или несколько из: считыватель штрих-кодов, выполненный с возможностью идентификации штрих-кода, расположенного на идентификаторе пользователя; считыватель QR-кодов, выполненный с возможностью идентификации QR-кода, расположенного на идентификаторе пользователя; RFID считыватель, выполненный с возможностью идентификации RFID-метки, расположенной на идентификаторе пользователя; видеосенсор, выполненный с возможностью считывания и распознавания идентификатора пользователя. Идентификатор пользователя по существу никак конкретно не ограничен и может представлять собой документ удостоверяющий личность (паспорт, водительское удостоверение), больничную карту пациента, назначение врача на проведение исследования, иной идентификатор достаточный для идентификации пользователя и/или вида анализа, который необходимо провести пользователю.
Возможен вариант осуществления, согласно которому модуль ввода данных 114 включает в себя устройство ввода, блок управления выполнен с возможностью получения задания на выдачу контейнера по меньшей мере частично посредством устройства ввода.
Модуль ввода данных 114 может представлять собой одно или несколько из: сенсорный экран, фотокамера, сканер штрих-кодов, сканер QR-кодов, устройство считывания RFID-меток, устройство считывания биометрических данных (отпечатков пальцев, сетчатки глаз и т.д.), одну или несколько кнопок, сенсорную панель, джойстик, устройство распознавания жестов, микрофон, устройство считывания смарт-карт, USB-порт, сенсор NFC (near-field communication), в том числе для обеспечения возможности приема электронных платежей.
Как будет понятно специалисту, наличие нескольких устройств ввода в модуле 114 ввода данных может дополнительно повышать универсальность устройства 100, хотя для обеспечения работоспособности устройства 100 модуль 114 ввода данных может содержать по меньшей мере одно из устройств ввода.
Получение задания на выдачу контейнера может быть инициировано посредством идентификатора (например, штрих-код, документ, биометрические данные пользователя и т.д.), который может быть считан модулем ввода данных и позволяющего получить данные из LIS (laboratory information system), HIS (hospital information system) и/или других баз данных и/или систем по сети передачи данных, либо сами данные, которые могут быть получены полностью или по меньшей мере частично от пользователя, и/или по сети передачи данных от внешнего устройства и/или посредством одного или нескольких устройств ввода модуля ввода данных 114. При этом  само задание может быть сформировано пользователем непосредственно на устройстве 100 или на внешнем источнике, доступном устройству 100 по сети передачи данных. Для случая, когда задание на выдачу контейнера сформировано на внешнем источнике, например, на сервере, доступном одному или нескольким устройствам 100, пользователю достаточно осуществить валидацию задания для выдачи контейнера на устройстве 100 посредством модуля ввода данных 114. Например, при назначении анализа лечащим врачом, или заказе анализа самим пользователем через сайт, и формировании задания на внешнем источнике, устройство 100 может быть выполнено с возможностью получения задания от внешнего источника по сети передачи данных в ответ на получение идентификатора соответствующего задания от пользователя посредством модуля ввода данных 114 с последующей выдачей пустого контейнера из отсека 112 пустых контейнеров в узле выдачи 116. Согласно другому возможному варианту осуществления, пользователь может сформировать задание на выдачу контейнера непосредственно на устройстве 100 посредством модуля ввода 114, например, осуществив выбор одного или нескольких пустых контейнеров, доступных в отсеке 112 хранения пустых контейнеров.
Возможен вариант осуществления, в котором устройство 100 дополнительно содержит модуль вывода информации 122, при этом блок управления выполнен с возможностью индикации данных пользователю посредством модуля вывода информации 122.
Согласно неограничивающему варианту осуществления в одной или нескольких стенках корпуса 102 может быть установлен один или несколько модулей вывода информации 122.
Перечень возможных модулей вывода информации 122 никак конкретно не ограничен и может включать в себя одно или несколько из: экран, световой индикатор, принтер, динамик.
Возможен вариант осуществления, в котором модуль вывода информации 122 представляет собой принтер, выполненный с возможностью печати и выдачи талона. Возможен вариант осуществления, согласно которому, модуль вывода информации 122 представляет собой принтер, выполненный с возможностью печати и выдачи самоклеящейся этикетки для контейнера.
В частности, в иллюстративном варианте осуществления фиг. 1-2 показан модуль вывода информации 122, выполненный в виде принтера этикеток.
Возможен вариант осуществления, в котором дополнительно содержится несколько модулей вывода информации 122, при этом блок управления выполнен с возможностью индикации данных пользователю посредством нескольких модулей вывода информации. Как будет понятно специалисту модуль вывода информации 122 может быть так же реализован в виде одного или нескольких экранов и/или световых индикаторов и/или динамиков.
Указанный один или несколько модулей вывода информации 122 могут быть использованы в частности для одного или нескольких из следующего: вывода данных о ходе выполнения задания, деталях задания, результатах задания, указания на наличие неисправностей, предоставления инструкций по работе с устройством, предоставление данных о состоянии устройства в целом или отдельных его узлов, настройках, параметрах и т.д.
Заявляемое техническое решение работает следующим образом.
Устройство 100 предварительно устанавливают в месте, доступном для потенциальных пользователей, подключают к сети питания и/или заряжают автономный источник питания, например, аккумуляторную батарею (при наличии). При необходимости и наличии интерфейса передачи данных обеспечивают возможность подключения к сети передачи данных по проводным и/или беспроводным каналам связи в зависимости от используемого интерфейса передачи данных. Стоит отметить, что устройство 100 в некоторых вариантах осуществления может являться по меньшей мере частично автономным устройством и не подключаться к сети передачи данных и/или сети питания.
Охлаждаемый отсек 110 хранения контейнеров охлаждают до заданной температуры, например, в диапазоне от +2°С до +8°С и поддерживают заданную температуру при дальнейшей работе устройства.
Отсек 112 хранения пустых контейнеров предварительно заполняют пустыми контейнерами. Возможен вариант осуществления, согласно которому отсек 112 хранения пустых контейнеров выполнен с возможностью установки съемных картриджей с пустыми контейнерами при этом тип и размер контейнеров в одном картридже совпадает. Для этого случая в отсек 112 хранения пустых контейнеров предварительно устанавливают соответствующие картриджи с пустыми контейнерами.
Если отсек 112 хранения пустых контейнеров разделен на несколько ячеек для размещения пустых контейнеров. Пустые контейнеры размещают в соответствующих ячейках. Причем контейнеры в каждой отдельной ячейке должны совпадать, а контейнеры в различных ячейках могут как совпадать, так и отличаться по одному или нескольким признакам из: назначение, материал, габаритные размеры, форма, тип крышки, цвет крышки, форма дна, наличие/отсутствие вакуума, наличие/отсутствие наполнителя, в частности, реагента, зонда, ложечки и т.д.
После произведенных подготовительных операций заявляемое устройство 100 для автоматической выдачи и приема контейнеров готово к работе.
Режим автоматической выдачи пустых контейнеров
Пользователь, предварительно получивший направление на забор биоматериала, или без соответствующего направления, или оформивший заказ на выполнение исследования химического вещества или пищевого продукта, или по иным основаниям желающий получить пустой контейнер для образца обращается к устройству 100 посредством модуля ввода данных 114.
В зависимости, например, от доступных устройств ввода в модуле ввода данных 114 пользователь вводит само задание или идентификатор задания на выдачу пустого контейнера из доступных в отсеке 112 хранения пустых контейнеров. Например, в случае, если устройство 100 содержит кнопки или сенсорный экран или микрофон, то пользователь может осуществить ввод или дать голосовую команду на выдачу одного или нескольких пустых контейнеров доступных в отсеке 112 хранения пустых контейнеров и таким образом создать задание на выдачу одного или нескольких пустых контейнеров соответственно. Блок управления устройства 100 получает соответствующее созданное задание.
Задание на выдачу одного или нескольких пустых контейнеров может быть создано самим пользователем или иным лицом, например, лечащим врачом экспертом, и т.д., и передано на внешнее устройство (например, сервер, содержащий базу данных), доступное устройству 100 по сети передачи данных. При этом  заданию присваивается идентификатор. Идентификатор может включать, например, штрих-код, QR-код, цифровой/буквенный идентификатор, данные пользователя и т.д. Для случая, когда задание на выдачу контейнера сформировано на внешнем источнике, например, на сервере, доступном одному или нескольким устройствам 100, пользователь выполняет валидацию задания на устройстве 100 посредством ввода идентификатора задания через модуль ввода данных 114. После чего блок управления получает соответствующее задание от внешнего источника по сети передачи данных.
В ответ на получение задания блок управления устройства 100 посредством узла захвата и транспортировки 108 извлекает из отсека 112 хранения пустых контейнеров заданное количество (один или более) и заданный один тип или несколько разных типов контейнеров в соответствии с полученным заданием. Затем узел захвата и транспортировки 108 передает пустые контейнеры на узел выдачи 116 для получения пустых контейнеров пользователем. Для случая, если, согласно полученному заданию, требуется выдача нескольких контейнеров, то узел захвата и транспортировки 108 может осуществлять последовательную транспортировку пустых контейнеров по одному, либо может осуществлять последовательный захват нескольких пустых контейнеров и осуществлять параллельную транспортировку нескольких захваченных пустых контейнеров на узел выдачи 116.
Для некоторых вариантов осуществления, где узел выдачи 116 выполнен в виде окна или проема с дверцей, блок управления дополнительно осуществляет разблокировку дверцы для обеспечения доступа пользователя к узлу выдачи 116 и извлечения пустых контейнеров. В альтернативном варианте, пользователь может иметь свободный доступ к узлу выдачи 116 и дополнительная разблокировка для извлечения пустых контейнеров из узла выдачи 116 не требуется.
Согласно неограничивающему варианту осуществления, в котором устройство 100 дополнительно содержит отсек сброса 120, блок управления может инициировать сброс пустых контейнеров, которые были перемещены в узел выдачи 116, однако, не были извлечены пользователем. Сброс может осуществляться, например, при достижении заданного порогового значения времени ожидания (например, 1, 2, 5, 10, 20 и т.д. минут) после поступления пустых контейнеров в узел выдачи 116, либо сброс невостребованных контейнеров из узла выдачи 116 может осуществляться после поступления нового задания на выдачу пустых контейнеров, либо при наступлении иного события или при иных условиях. Сброс контейнеров может позволить исключить смешивание пустых контейнеров из разных заданий в узле выдачи 116, и/или исключить переполнение узла выдачи 116 и нарушение работы устройства 100.
Согласно неограничивающему варианту осуществления, при наличии одного или нескольких модулей вывода информации 122, устройство 100 может дополнительно осуществлять вывод информации пользователю. Например, как показано в примере на Фиг. 1-2 устройство содержит модуль вывода информации 122 в виде принтера этикеток. В этом случае устройство 100 в ходе выполнения задания может дополнительно осуществлять, например, печать этикетки для наклеивания на контейнер, печать чека о выполненном задании на выдачу пустых контейнеров, или печать талона для посещения процедурного кабинета для забора биоматериала.
В альтернативном варианте осуществления устройство 100 может и не содержать модулей вывода информации 122, в частности, принтеров, а пустые контейнеры могут быть снабжены заводской этикеткой с идентификатором, который может быть в дальнейшем ассоциирован с конкретным пользователем без необходимости наклеивания дополнительных этикеток.
Указанные выше операции могут многократно воспроизводиться одним или несколькими различными пользователями. Отсек 112 хранения пустых контейнеров должен своевременно пополняться обслуживающим персоналом для обеспечения необходимого ассортимента пустых контейнеров.
Режим автоматического приема контейнеров.
Пользователь, после забора биоматериала, с одним или несколькими контейнерами с образцом/образцами обращается к устройству 100. Каждый контейнер с образцом должен содержать идентификатор, например, в виде штрих-кода, QR-кода, RFID-метки.
Идентификатор каждого контейнера с образцом считывается модулем идентификации 106. При расположении модуля идентификации 106 на одной из стенок корпуса 102 как показано на фиг. 1-2 пользователь приближает идентификатор каждого контейнера с образцом к модулю идентификации 106 на необходимое расстояние для обеспечения считывания. Затем после успешного считывания помещает контейнер с образцом в узел приема 104. Для варианта осуществления, в котором модуль идентификации 106 совмещен с узлом приема 104, пользователь сразу размещает контейнер с образцом в узел приема 104 для считывания идентификатора.
Согласно возможному варианту осуществления, при наличии датчика контроля посторонних объектов внутри узла приема 104 может дополнительно проверяться наличие посторонних объектов внутри узла приема 104. Посторонним предметом в данном случае может считаться любой объект помимо контейнера с образцом, который был идентифицирован модулем идентификации. В частности, посторонним объектом может считаться рука пользователя, не считанный контейнер с образцом, и т.д. Датчик контроля может представлять собой датчик объема, датчик движения, видеосенсор с функцией распознавания объектов и т.д. В ответ на наличие постороннего объекта может выдаваться сообщение об ошибке, препятствующее дальнейшему приему контейнера с образцом до устранения причин возникновения ошибки.
После успешного считывания идентификатора контейнера с образцом и размещения контейнера с образцом в узле приема 104 блок управления посредством узла захвата и транспортировки 108 перемещает контейнер с образцом из узла приема 104 в охлаждаемый отсек 110 хранения контейнеров и сохраняет данные о принятом контейнере с образцом. Блок управления может сохранять данные о принятом контейнере с образцом во внутренней памяти и/или на внешнем устройстве. Например, при наличии коммуникационного интерфейса и подключения к внешнему устройству хранения блок управления может осуществлять отправку данных о принятом контейнере с образцом на одно или несколько внешних устройств, в частности, на сервер LIS (laboratory information system), и/или HIS (hospital information system) и/или иное устройство, доступное по сети передачи данных. Блок управления может дополнительно фиксировать время поступления контейнера с образцом для точного расчета допустимого времени хранения образца в охлаждаемом отсеке 110 хранения контейнеров.
Аналогичным образом, тот же пользователь или несколько различных пользователей могут в автоматическом режиме сдавать контейнеры с образцами в устройство 100.
После заполнения охлаждаемого отсека 110 хранения контейнеров и/или с учетом допустимого срока хранения принятых образцов или, исходя из иных условий, обслуживающий персонал извлекает принятые контейнеры с образцами из устройства 100 и направляет в лабораторию для анализа.
Заявленная конструкция устройства для автоматической выдачи и приема контейнеров является универсальной и обеспечивает снижение нагрузки на медицинский персонал и/или персонал лаборатории, а так же снижает вероятность возникновения ошибок, вызванных человеческим фактором.
Представленные иллюстративные варианты осуществления, примеры и описание служат лишь для обеспечения понимания заявляемого технического решения и не являются ограничивающими. Другие возможные варианты осуществления будут ясны специалисту из представленного описания. Объем настоящей полезной модели ограничен лишь прилагаемой формулой полезной модели.