УСТРОЙСТВО ВЫПОЛНЕНИЯ АНАЛИЗОВ ДЛЯ ДИАГНОСТИКИ IN VITRO
ANALYSIS DEVICE FOR IN VITRO DIAGNOSTICS

Настоящее изобретение относится к устройству выполнения анализов для диагностики in vitro и, в частности, к устройству для общего анализа крови.
В документе FR 2907905 раскрыто устройство выполнения анализов для диагностики in vitro, содержащее:
множество подставок, предназначенных для размещения контейнеров, оснащенных уплотняющими элементами и содержащих образцы биологической жидкости подлежащей анализу;
загрузочный модуль, выполненный с возможностью перемещения каждой подставки между положением загрузки и первым промежуточным положением;
модуль встряхивания, выполненный с возможностью перемещения каждой подставки между первым промежуточным положением и вторым промежуточным положением и встряхивания указанной подставки;
разгрузочный модуль, выполненный с возможностью перемещения каждой подставки между вторым промежуточным положением и разгрузочным положением; и
модуль взятия образцов, выполненный с возможностью взятия образцов биологической жидкости в контейнерах, размещенных в указанной по меньшей мере одной подставке.
Согласно техническому решению, раскрытому в документе FR 2907905, загрузочный модуль содержит элемент хранения, предназначенный для укладывания в стопу по существу горизонтально ориентированных подставок, и средства извлечения, выполненные с возможностью извлечения подставки из элемента хранения в направлении модуля встряхивания. Средства извлечения, в частности, предназначены для перемещения каждой подставки в горизонтальном направлении параллельно плоскости указанной подставки.
Для такого горизонтального размещения подставок в элементе хранения необходимо загружать подставки в элемент хранения вручную, что, с одной стороны, требует от оператора выполнения трудоемких операций, а, с другой стороны, уменьшает скорость выполнения анализа.
Кроме того, согласно техническому решению, раскрытому в документе FR 2907905, модуль встряхивания содержит средства перемещения и наклона, выполненные с возможностью перемещать подставку из положения ввода в модуль встряхивания, в котором указанная подставка расположена по существу горизонтально, в положение удаления из указанного модуля встряхивания, в котором указанная подставка расположена по существу вертикально.
Благодаря такой конфигурации загрузочного модуля, разгрузочного модуля и модуля встряхивания, устройство выполнения анализов, описанное в документе FR 2907905, имеет сложную конструкцию и высокую стоимость изготовления.
Настоящее изобретение направлено на то, чтобы устранить указанные недостатки.
Таким образом, задача, на решение которой направлено изобретение, заключается в том, чтобы предложить устройство выполнения анализов для диагностики in vitro, имеющее простую и экономически выгодную конструкцию и, в то же время, обеспечивающее высокую скорость выполнения анализов.
Для решения поставленной задачи предложено устройство выполнения анализов для диагностики in vitro, содержащее:
по меньшей мере одну подставку, выполненную с возможностью вмещать множество контейнеров, оснащенных уплотняющими элементами и содержащих образцы биологической жидкости, подлежащей анализу,
загрузочный модуль, выполненный с возможностью перемещать по меньшей мере одну подставку между загрузочным положением и первым промежуточным положением вдоль первого направления перемещения поперечно плоскости указанной по меньшей мере одной подставки;
модуль встряхивания, выполненный с возможностью перемещать указанную по меньшей мере одну подставку между первым промежуточным положением и вторым промежуточным положением и встряхивать указанную по меньшей мере одну подставку, причем модуль встряхивания выполнен так, что в первом и во втором промежуточных положениях указанная по меньшей мере одна подставка ориентирована одинаковым образом,
разгрузочный модуль, выполненный с возможностью перемещения по меньшей мере одной подставки между вторым промежуточным положением и разгрузочным положением вдоль второго направления перемещения поперечно плоскости по меньшей мере одной подставки, и
модуль взятия образцов, выполненный с возможностью взятия образцов биологической жидкости в контейнерах, содержащихся в указанной по меньшей мере одной подставке,
при этом модуль встряхивания включает в себя:
направляющие средства, выполненные с возможностью направлять поступательное перемещение по меньшей мере одной подставки между первым и вторым промежуточными положениями вдоль направления направленного перемещения,
средства приведения в поступательное перемещение, выполненные с возможностью приведения в поступательное перемещение по меньшей мере одной подставки между первым и вторым промежуточными положениями вдоль направления направленного перемещения, и
поворотные средства, выполненные с возможностью приведения направляющих средств во вращение вокруг оси поворота.
Такая конфигурация модуля встряхивания и загрузочного и разгрузочного модулей позволяет обеспечить движение подставок между загрузочным и разгрузочным положениями с применением простых средств перемещения, что позволяет повысить надежность и снизить затраты на изготовление устройства для выполнения анализов.
Дополнительно, такая конфигурация загрузочного и разгрузочного модулей позволяет обеспечить автоматическую загрузку подставок в предложенное устройство выполнения анализов и выгрузку их из этого устройства, например, путем размещения загрузочного и разгрузочного конвейеров так, что они обращены к загрузочному и разгрузочному модулям, соответственно. Такая конструкция позволяет гарантировать высокие скорости выполнения анализов.
Следует отметить, что устройство выполнения анализов согласно изобретению могут использовать для выполнения, в частности, гематологических анализов, общего анализа крови (СВС), цитологических анализов, проточной цитометрии, иммунно-гемологических анализов, анализа на гемостатическую коагуляцию или даже приготовления срезов для автоматического наблюдения под микроскопом клеток, определения скорости осаждения и т.п.
Согласно одному из вариантов осуществления изобретения, модуль встряхивания выполнен так, что указанная по меньшей мере одна подставка проходит по существу в одной и той же плоскости в первом и во втором промежуточных положениях.
Согласно одному из вариантов осуществления, модуль встряхивания выполнен так, что указанная по меньшей мере одна подставка проходит по существу вертикально в первом и во втором промежуточном положениях.
Предпочтительно, первое и второе промежуточные положения соответствуют положениям установки подставки в модуль встряхивания и удаления подставки из модуля встряхивания, соответственно.
Предпочтительно, первое и второе промежуточные положения находятся, соответственно, на одном из концов загрузочного и разгрузочного модулей.
В соответствии с одним из вариантов осуществления, загрузочный и разгрузочный модули выполнены так, что первое и второе направления перемещения по существу перпендикулярны плоскости указанной по меньшей мере одной подставки.
В соответствии с одним из признаков изобретения, загрузочный и разгрузочный модули выполнены с возможностью удерживать указанную по меньшей мере одну вертикальную подставку и, в частности, контейнеры, размещенные в указанной подставке, во время ее перемещений вдоль первого и второго направлений перемещения.
В соответствии с одним из вариантов осуществления, первое и второе направления перемещения являются по существу параллельными.
Загрузочный и разгрузочный модули содержат, например, соответственно первый и второй конвейеры. Указанные первый и второй конвейеры, предпочтительно, являются ременными или ленточными конвейерами.
В соответствии с одним из вариантов осуществления, направление направленного перемещения по существу перпендикулярно первому и второму направлениям перемещения.
В соответствии с одним из вариантов осуществления, направление направленного перемещения и первое, и второе направления перемещения являются по существу горизонтальными в ходе применения устройства.
В соответствии с одним из вариантов осуществления, направляющие средства размещены на концах загрузочного и разгрузочного модулей.
В соответствии с одним из вариантов осуществления, направляющие средства выполнены с возможностью направлять боковое поступательное перемещение указанной по меньшей мере одной подставки между первым и вторым промежуточными положениями вдоль направления направленного перемещения.
В соответствии с одним из вариантов осуществления, модуль встряхивания и загрузочный, и разгрузочный модули определяют по существу U-образную траекторию перемещения подставки. Предпочтительно, траектория перемещения подставки является по существу горизонтальной в ходе применения устройства.
Предпочтительно, ось поворота направляющих средств по существу параллельна направлению направленного перемещения. Предпочтительно, ось поворота направляющих средств является по существу горизонтальной в ходе применения устройства.
В соответствии с одним из вариантов осуществления, направляющие средства включают в себя опору подставок, ограничивающую отсек, в котором указанная по меньшей мере одна подставка может скользить вдоль направления направленного перемещения, причем указанная опора подставок установлена с возможностью поворота вокруг оси поворота. Предпочтительно, указанный отсек, ограниченный опорой подставок, выполнен с возможность одновременно вмещать множество подставок.
В соответствии с одним из вариантов осуществления, опора подставок содержит участок ввода подставки и участок удаления подставки, причем средства приведения в поступательное перемещение выполнены с возможностью приведения в поступательное перемещение указанной по меньшей мере одной подставки, размещенной в отсеке опоры подставок межу участком ввода подставки и участком удаления подставки.
Предпочтительно, опора подставок проходит по существу перпендикулярно загрузочному и разгрузочному модулям.
В соответствии с одним из вариантов осуществления, опора подставок установлена с возможностью поворота вокруг оси поворота между по меньшей мере первым угловым положением, в котором подставка может быть вставлена в опору или удалена из опоры, и вторым угловым положением, смещенным относительно первого углового положения, причем ось поворота опоры подставок размещена ниже отсека опоры подставок, когда опора подставок находится в своем первом угловом положении. Указанная конфигурация позволяет простым и эффективным образом встряхивать контейнеры, размещенные в подставке, расположенной в модуле встряхивания.
Предпочтительно, опора подставок в своем первом положении проходит по существу вертикально.
В соответствии с одним из вариантов осуществления, опора подставок содержит направляющую поверхность, выполненную с возможностью взаимодействия с основанием подставки во время скольжения указанной подставки в отсеке опоры подставок, причем ось поворота опоры подставок размещена ниже направляющей поверхности, когда опора подставок находится в своем первом угловом положении.
В соответствии с одним из вариантов осуществления, опора подставок содержит по меньшей мере первую направляющую стенку, выполненную с возможностью взаимодействия с боковой стенкой подставки во время скольжения указанной подставки в отсеке опоры подставок, и удерживающую стенку, выполненную с возможностью взаимодействия с уплотняющими элементами контейнеров, размещенных в указанной подставке так, чтобы удерживать контейнеры в указанной подставке во время поворота опоры подставок. Такая конфигурация опоры подставок обеспечивает оптимальное направление подставок между первым и вторым промежуточными положениями, в то же время предоставляя возможность использовать простые и недорогие подставки.
В соответствии с одним из вариантов осуществления, опора подставок дополнительно содержит вторую направляющую стенку, выполненную с возможностью взаимодействия с нижней поверхностью подставки во время скольжения указанной подставки в отсеке опоры подставок.
В соответствии с одним из вариантов осуществления, указанная удерживающая стенка также выполнена с возможностью взаимодействия с уплотняющими элементами контейнеров, размещенных в указанной подставке во время скольжения указанной подставки в отсеке опоры подставок.
В соответствии с одним из вариантов осуществления, удерживающая стенка имеет проходное отверстие, предназначенное для прохода иглы для взятия образцов.
В соответствии с одним из вариантов осуществления, поворотные средства выполнены с возможностью приведения направляющих средств во вращение вокруг оси поворота вдоль направления углового смещения от 0 до 160° и, например, от 0 до 120°.
Предпочтительно, опора подставок наклонена на угол около 120° относительно вертикали, когда она находится в своем втором угловом положении.
В соответствии с одним из вариантов осуществления, модуль взятия образцов размещен около модуля встряхивания.
В соответствии с одним из вариантов осуществления, средства приведения в поступательное перемещение выполнены с возможностью фиксировать указанную по меньшей мере одну подставку в по меньшей мере одном положении взятия образца, находящемся между первым и вторым промежуточными положениями, причем модуль взятия образцов выполнен с возможностью взятия образца биологической жидкости в по меньшей мере одном контейнере, размещенном в указанной подставке, когда указанная подставка зафиксирована в указанном по меньшей мере одном положении взятия образца.
Предпочтительно, средства приведения в поступательное перемещение выполнены с возможностью фиксировать указанную по меньшей мере одну подставку во множестве положений взятия образца, находящихся между первым и вторым промежуточными положениями, при этом каждое положение взятия образца соответствует положению указанной подставки, в котором модуль взятия образцов может забирать образец биологической жидкости в одном из контейнеров, размещенных в указанной подставке. Например, когда в подставке размещены N контейнеров, средства приведения в поступательное перемещение могут фиксировать указанную подставку в N разных положениях взятия образца.
В соответствии с одним из вариантов осуществления, средства приведения в поступательное перемещение включают в себя по меньшей мере одну вилку, предназначенную для взаимодействия с подставкой, размещенной в отсеке опоры подставок, направляющую, проходящую параллельно направлению направленного перемещения, на которой указанная вилка установлена с возможностью скольжения, бесконечный ремень, такой как бесконечный зубчатый ремень, соединенный с вилкой, и приводной электродвигатель, выполненный с возможностью привода бесконечного ремня.
В соответствии с одним из вариантов осуществления, модуль встряхивания выполнен с возможностью фиксации направляющих средств в положении перемещения, в котором указанная по меньшей мере одна подставка может быть направлена в поступательное перемещение между первым и вторым промежуточными положениями.
В соответствии с одним из вариантов осуществления, поворотные средства включают в себя приводной электродвигатель, такой как шаговый двигатель, соединенный, например, посредством бесконечного ремня, такого как бесконечный зубчатый ремень, со шкивом, закрепленным с возможностью вращения на опоре подставок, ось которого совпадает с осью поворота опоры подставок.
В соответствии с одним из вариантов осуществления, устройство выполнения анализа содержит датчик, выполненный с возможностью обнаруживать факт установки подставки в отсек опоры подставок, и средства управления, соединенные с датчиком и выполненные с возможностью инициировать поворот опоры подставок в случае обнаружения датчиком факта установки подставки в отсек опоры подставок.
В соответствии с одним из вариантов осуществления, поворотные средства выполнены с возможностью приводить во вращение направляющие средства с обеспечением качательного движения вокруг оси поворота. Поворотные средства выполнены, например, с возможностью совершать по меньшей мере двенадцать качаний в минуту направляющих средств вокруг оси поворота, с, предпочтительно, перерывами между качаниями, так что воздушные пузырьки, присутствующие в каждом контейнере, размещенном в подставке, загруженной в модуль встряхивания могут перемещаться по всей высоте контейнера и, таким образом, приводить к оптимальному перемешиванию образца, содержащегося в контейнере.
В соответствии с одним из вариантов осуществления, поворотные средства выполнены с возможностью наклона подставки между положением, в котором подставка ориентирована вверх, и положением, в котором подставка ориентирована вниз и, в частности, между положением, в котором контейнеры, размещенные в подставке ориентированы вверх и положением, в котором контейнеры, размещенные в подставке, ориентированы вниз.
В соответствии с одним из вариантов осуществления, устройство выполнения анализов содержит:
загрузочный ротор, расположенный между загрузочным и разгрузочным модулями и имеющий по существу вертикальную ось вращения, причем загрузочный ротор содержит множество гнезд, выполненных с возможностью вмещения контейнеров, содержащих образцы подлежащей анализу биологической жидкости или реагенты, причем модуль взятия образцов выполнен с возможностью взятия образцов или реагентов в контейнерах, размещенных в загрузочном роторе, и
средства приведения во вращение, связанные с загрузочным ротором и выполненные с возможностью приведения во вращение загрузочного ротора вокруг его оси вращения.
В соответствии с одним из вариантов осуществления, загрузочный ротор является съемным.
В соответствии с одним из вариантов осуществления, каждое гнездо, имеющееся на загрузочном роторе, открыто на верхней поверхности загрузочного ротора.
В соответствии с одним из вариантов осуществления, по меньшей мере два гнезда, имеющиеся на загрузочном роторе, имеют разные размеры. Такая конфигурация позволяет устанавливать на загрузочный ротор контейнеры разных размеров.
В соответствии с одним из вариантов осуществления, устройство выполнения анализов содержит модуль приготовления и измерения, включающий в себя:
ротор приготовления, имеющий по существу вертикальную ось вращения, при этом ротор приготовления содержит множество ячеек приготовления, причем модуль взятия образцов выполнен с возможностью подачи в ячейки приготовления предварительно забранных образцов биологической жидкости или реагентов, и
средства приведения во вращение, связанные с ротором приготовления и выполненные с возможностью приведения во вращение ротора приготовления вкруг его оси вращения.
Каждая ячейка приготовления может, например, проходить в плоскости, по существу перпендикулярной диаметру ротора приготовления.
В соответствии с одним из вариантов осуществления, центр каждой ячейки приготовления проходит через диаметр ротора приготовления.
В соответствии с одним из вариантов осуществления, ячейки приготовления распределены по периферии ротора приготовления и, предпочтительно, равномерно распределены по периферии ротора приготовления.
Предпочтительно, по меньшей мере одна ячейка приготовления имеет закругленное дно, вогнутый участок которого обращен вверх.
В соответствии с одним из вариантов осуществления, ротор приготовления является прозрачным. Например, ротор приготовления изготовлен из прозрачного пластика, такого как полиметилметакрилат (ПММА).
Средства приведения во вращение, связанные с ротором приготовления, выполнены с возможностью приведения во вращение ротора приготовления в первом направлении и во втором направлении, противоположном первому направлению. Средства приведения во вращение, связанные с ротором приготовления, например, выполнены с возможностью поочередно приводить во вращение ротор приготовления в первом и втором направлениях, например, с частотой колебаний, соответствующей частоте собственных колебаний жидкости, находящейся в ячейке (ячейках) приготовления.
В соответствии с одним из вариантов осуществления, средства приведения во вращение, связанные с ротором приготовления, содержат шаговый двигатель.
В соответствии с одним из вариантов осуществления, модуль приготовления и измерения содержит регулирующие средства, выполненные с возможностью регулирования температуры ячеек приготовления на определенном уровне.
В соответствии с одним из вариантов осуществления, модуль приготовления и измерения содержит по меньшей мере одну станцию измерения и/или анализа, размещенную вокруг ротора приготовления. Указанная по меньшей мере одна станция измерения и/или анализа представляет собой, например, модуль спектрофотометрического считывания, модуль флуоресцентного считывания, модуль люминесцентного считывания или модуль измерения коагуляции.
В соответствии с одним из вариантов осуществления, ротор приготовления содержит поворотный элемент, на котором с возможностью удаления размещены ячейки приготовления. В соответствии с одним из вариантов осуществления, устройство выполнения анализов содержит станцию подачи, выполненную с возможностью подачи ячеек приготовления в поворотный элемент. Указанная конфигурация позволяет проводить анализы на свертываемость крови с использованием ячеек приготовления. Действительно, такие анализы приводят к образованию сгустков в трудно промываемых ячейках приготовления и, следовательно, использование ротора приготовления с несъемными ячейками нецелесообразно.
В соответствии с одним из вариантов осуществления, ротор содержит поворотный элемент, на котором размещены ячейки приготовления.
В соответствии с одним из вариантов осуществления, по меньшей мере одна подставка имеет окна, обеспечивающие возможность оптического считывания идентификационных кодов, нанесенных на контейнеры, размещенные в указанной подставке.
В соответствии с одним из вариантов осуществления, модуль взятия образцов имеет головку взятия образцов, оснащенную иглой взятия образцов, первые средства перемещения, выполненные с возможностью приведения головки взятия образцов в поступательное перемещение в направлении, по существу горизонтальном и перпендикулярном направлению направленного перемещения, и вторые средства перемещения, выполненные с возможностью перемещать головку взятия образцов в по существу вертикальном направлении.
Предпочтительно, игла взятия образцов имеет конец, выполненный с возможностью протыкать уплотняющие элементы контейнеров, размещенных в указанной по меньшей мере одной подставке.
В соответствии с одним из вариантов осуществления, модуль взятия образцов включает в себя по меньшей мере одну промывочную камеру, выполненную с возможностью вмещать и промывать иглу взятия образцов головки взятия образцов.
В соответствии с одним из вариантов осуществления, загрузочный и разгрузочный модули включают в себя первое и второе направляющие средства, выполненные с возможностью взаимодействия с ответными направляющими средствами, имеющимися на по меньшей мере одной подставке. Первое и второе направляющие средства содержат соответственно, например, первую и вторую направляющие, выполненные с возможностью взаимодействовать с ответными направляющими средствами, имеющимися на по меньшей мере одном контейнере и, в частности, на основании указанной подставки.
В соответствии с одним из вариантов осуществления, загрузочный и разгрузочный модули могут вмещать по меньшей мере по пятнадцать указанных подставок.
В соответствии с одним из вариантов осуществления, каждая подставка содержит множество отсеков, выровненных по существу в плоскости указанной подставки и предназначенных для вмещения одного из соответствующих контейнеров. Предпочтительно, каждый отсек содержит входное отверстие, выходящее на внешнюю поверхность подставки, и имеет форму, позволяющую установить в указанный отсек соответствующий контейнер. Каждый контейнер, предпочтительно, установлен в соответствующей подставке с возможностью съема. В соответствии с одним из вариантов осуществления, каждый отсек имеет по существу круглое сечение.
Предпочтительно, каждый контейнер установлен в соответствующем отсеке с возможностью свободного вращения.
В любом случае, изобретение станет более понятно из нижеследующего описания, приведенного со ссылками на приложенные схематические чертежи, иллюстрирующие вариант осуществления указанного устройства выполнения анализов, приведенный в качестве примера, не носящего ограничительного характера.
На фиг. 1 в аксонометрии показан вид спереди устройства выполнения анализов согласно изобретению.
На фиг. 2 в аксонометрии показан частичный вид сзади устройства выполнения анализов по фиг. 1.
На фиг. 3 в увеличенном масштабе показан участок с фиг. 2.
На фиг. 4 в аксонометрии показан частичный вид сбоку устройства выполнения анализов с фиг. 1.
На фиг. 5-7 в аксонометрии показаны частичные виды сбоку устройства выполнения анализов с фиг. 1, иллюстрирующие более подробно загрузочный ротор и загрузочный модуль, разгрузочный модуль и модуль встряхивания, входящие в состав указанного устройства выполнения анализов.
На фиг. 8 и 9 в аксонометрии показаны частичные виды устройства выполнения анализов по фиг. 1, более подробно иллюстрирующие загрузочный модуль, входящий в состав указанного устройства выполнения анализов.
На фиг. 10 показан частичный вид сверху устройства выполнения анализов по фиг. 1, более подробно иллюстрирующий траекторию ячеек между загрузочным положением и разгрузочным положением.
На фиг. 11 в аксонометрии показан частичный вид устройства выполнения анализов по фиг. 1, более подробно иллюстрирующий модуль смешивания, входящий в состав указанного устройства выполнения анализов.
На фиг. 12 в увеличенном масштабе показан участок с фиг. 11.
На фиг. 13 в аксонометрии показан частичный вид устройства выполнения анализов с фиг. 1, иллюстрирующий средства приведения в поступательное перемещение, входящие в состав указанного устройства выполнения анализов.
На фиг. 14 в увеличенном масштабе показан участок с фиг. 13.
На фиг. 15-18 в аксонометрии показаны частичные виды устройства выполнения анализов с фиг. 1, иллюстрирующие различные положения головки взятия образцов модуля взятия образцов, входящего в состав указанного устройства выполнения анализов.
На фиг. 19 показан вид сверху ротора приготовления, входящего в состав устройства выполнения анализов по фиг. 1.
На фиг. 20 и 21 показаны сечения по линиям ХХ-ХХ м XXI-XXI соответственно с фиг. 19.
На фиг. 22 схематически показано перемещение жидкости в ячейке приготовления ротора приготовления, когда ротор приготовления приводится в возвратно-поступательное перемещение малой амплитуды.
Ниже описан пример осуществления изобретения, не носящий ограничительного характера.
На фиг. 1 показано устройство 2 выполнения анализов для диагностики in vitro и, в частности, исследований крови, таких как общие анализы крови.
Устройство 2 выполнения анализов содержит раму 3, интерфейс 4 связи и отображения, установленный на раме 3, и электронные средства (не показанные на чертежах), размещенные в раме 3. Интерфейс 4 связи и отображения содержит, например, сенсорный дисплей 5, соединенный с персональным компьютером (ПК). Персональный компьютер, в частности, предназначен для того, чтобы записывать заявки на анализы, вводимые оператором вручную с помощью сенсорного экрана 5 или поступающие от центрального процессора лаборатории для выполнения анализов, направлять запросы на анализы в электронные средства, выдавать результаты измерений, обрабатывать их с использованием конкретных алгоритмов и делать доступными для оператора.
Как, в частности, показано на фиг. 1, 4 и 8, устройство 2 выполнения анализов содержит множество подставок 6, также называемых отделениями, или кассетами, предназначенными для размещения каждого из множества контейнеров 7, оснащенных уплотняющими элементами 8 и содержащих образцы подлежащего анализу биологического материала, такие как образцы крови. Предпочтительно, контейнеры 7 представляют собой пробирки для сбора образцов.
Каждая подставка 6 имеет, в общем, форму параллелепипеда и включает в себя множество отсеков 9, предпочтительно, цилиндрических, выровненных в плоскости протяженности указанной подставки 6. Указанные отсеки 9 открыты в верхней части для того, чтобы обеспечить возможность легко вставлять контейнеры 7 в отсеки 9 и вынимать их из отсеков. Предпочтительно, каждый отсек 9 выполнен так, что соответствующий контейнер 7 может быть установлен в указанном отсеке 9 с возможностью свободного вращения.
Каждая подставка 6 также содержит первый набор окон 11, обеспечивающих возможность оптического считывания идентификационных кодов, размещенных на контейнерах 7, и второй набор окон 12, обеспечивающих отображение содержания указанных контейнеров 7.
В основании каждой подставки 6 имеется поперечная выемка 13, функция которой будет пояснена ниже.
Как показано на фиг. 8, каждая подставка выполнена с возможностью вмещения пяти контейнеров 7. Однако, каждая подставка может быть выполнена таким образом, чтобы вмещать меньшее или большее количество контейнеров 7.
Устройство 2 выполнения анализов дополнительно содержит загрузочный модуль 14, выполненный с возможностью перемещать каждую подставку 6, загруженную в загрузочный модуль 14 между положением Р1 загрузки (как показано на фиг. 5) и первым промежуточным положением Р2 (показанным на фиг. 10) вдоль первого направления D1 перемещения горизонтально и перпендикулярно плоскости расположения указанной подставки 6.
Загрузочный модуль 14 содержит направляющую 15, проходящую параллельно первому направлению D1 перемещения и выполненную с возможностью взаимодействия с поперечной выемкой 13 каждой подставки 6, загруженной в загрузочный модуль 14 так, чтобы направлять поступательное перемещение указанной подставки во время ее движения между положением Р1 загрузки и первым промежуточным положением Р2. Предпочтительно, направляющая 15 имеет профиль в форме ласточкиного хвоста, а поперечная выемка 13 каждой подставки 6 имеет ответную форму.
Загрузочный модуль 14 дополнительно содержит конвейер 16, имеющий две конвейерные ленты 17, каждая из которых оснащена множеством приводных пальцев 18 (показаны на фиг. 9), выполненных с возможностью взаимодействия с основанием каждой подставки 6, загруженной в загрузочный модуль 14 с тем, чтобы приводить в поступательное перемещение указанную подставку между положением Р1 загрузки и промежуточным положением Р2.
Две конвейерных ленты 17 приводятся в движение электродвигателем 19, установленным на раме 3 и показанным более подробно на фиг. 11.
Устройство 2 выполнения анализов также содержит модуль 21 встряхивания, имеющий опору 22 для подставок, выполненную с возможностью приводить в поступательное перемещение по меньшей мере одну подставку между первым промежуточным положением Р2 и вторым промежуточным положением Р3 вдоль направления D2 направленного перемещения горизонтально и перпендикулярно первому направлению D1 перемещения.
Опора 22 для подставок определяет отсек 23, в который может быть помещена по меньшей мере одна подставка 6 и, например, до трех подставок 6 одновременно, предпочтительно, целиком.
Опора 22 для подставок включает в себя по меньшей мере одну направляющую стенку 24, выполненную с возможностью взаимодействия с боковой стенкой подставки 6, помещенной в отсек 23, вторую направляющую стенку 25, выполненную с возможностью взаимодействия с уплотняющими элементами 8 контейнеров 7, размещенных в подставке, и третью направляющую стенку 26, выполненную с возможностью взаимодействия с нижней поверхностью подставки 6. В частности, вторая направляющая стенка 25 расположена с возможностью взаимодействия с уплотняющими элементами 8 контейнеров 7, размещенных в подставке 6 так, чтобы удерживать контейнеры 7 в подставке 6 во время поворота опоры 22 для подставок и, таким образом, образует также удерживающую стенку. Вторая направляющая стенка 25 дополнительно включает в себя проходное отверстие 25а, предназначенное для прохода иглы для забора образцов.
Опора 22 для подставок установлена с возможностью поворота относительно рамы 3 вокруг оси А поворота и параллельно направлению D2 направленного перемещения.
Модуль 21 встряхивания также содержит поворотные средства, выполненные с возможностью приводить во вращение опору 22 для подставок вокруг оси А поворота между первым угловым положением, в котором опора 22 для подставок проходит вертикально (как показано на фиг. 5), и вторым угловым положением, (показанном на фиг. 6), в котором опора 22 для подставок наклонена относительно вертикали. В частности, поворотные средства выполнены с возможностью приводить во вращение опору 22 для подставок вокруг оси А поворота с угловым смещением в диапазоне от 0 до 160°, например, от 0 до примерно 120°. Как показано на фиг. 5 и 6, поворотные средства выполнены с возможностью наклона подставки 6, загруженной в модуль 21 встряхивания, между положением, в котором контейнеры 7, помещенные в подставку 6, ориентированы вверх и положением, в котором контейнеры 7, помещенные в подставку 6, ориентированы вниз.
Предпочтительно, поворотные средства выполнены с возможностью приводить во вращение опору 22 подставок с обеспечением ее качательного движения вокруг оси А поворота. Поворотные средства выполнены, например, с возможностью совершать по меньшей мере двенадцать качаний в минуту опоры 22 подставок вокруг оси А поворота, с, предпочтительно, перерывами между качаниями, так что воздушные пузырьки, присутствующие в каждом контейнере 7, размещенном в подставке 6, загруженной в модуль 21 встряхивания, могут перемещаться по всей высоте контейнера 7 и, таким образом, приводить к оптимальному перемешиванию образца, содержащегося в контейнере.
В соответствии с одним из вариантов осуществления, представленным на чертежах, поворотные средства содержат шаговый двигатель 27 (показанный на фиг. 12), выходной вал которого соединен, например, посредством бесконечного ремня 28, такого как бесконечный зубчатый ремень, со шкивом 29, закрепленным с возможностью поворота на опоре 22 подставок и относительно оси, совпадающей с осью А поворота.
Модуль 21 встряхивания дополнительно содержит приводные средства поступательного перемещения, выполненные с возможностью приведения в поступательное перемещение подставки 6, загруженной в модуль 21 встряхивания, между первым и вторым промежуточными положениями Р2, Р3 вдоль направления D2 направленного перемещения.
В соответствии с вариантом осуществления, представленным на чертежах, средства приведения в поступательное перемещение включают в себя (как показано на фиг. 13 и 14), в частности, направляющую 31, установленную на раме 3 и проходящую параллельно направлению D2 направленного перемещения, и вилку 32, выполненную с возможностью скольжения на направляющей 31 и предназначенную для взаимодействия с подставкой 6, размещенной в отсеке 23 опоры 22 подставок. Вилка 32 содержит, в частности, две параллельных лапки 33, разнесенных на расстояние, по существу соответствующее длине подставки 6 и выполненное с возможностью проходить через паз 34, имеющийся на опоре 22 подставок.
Средства приведения в поступательное перемещение также включают в себя бесконечный ремень 35, такой как бесконечный зубчатый ремень, соединенный с вилкой 32, и приводной электродвигатель 36 (показанный на фиг. 12), на выходном валу которого имеется ведущее колесо, предпочтительно, зубчатое, выполненное с возможностью приведения в действие бесконечного ремня 35.
В соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения, вилка оснащена оптическим датчиком, выполненным с возможностью обнаруживать факт установки подставки 6 в отсек 23 опоры 22 подставок, при этом устройство 2 выполнения анализов оснащено средством управления, соединенным с датчиком и выполненным с возможностью инициировать поворот опоры 22 подставок при обнаружении датчиком установки подставки 6 в отсек 23.
Опора 22 подставок и средства приведения в поступательное перемещение предпочтительно выполнены с возможностью поддерживать каждую по существу вертикальную подставку 6 во время ее перемещений вдоль направления D2 направленного перемещения.
Устройство 2 выполнения анализов дополнительно содержит разгрузочный модуль 37, выполненный с возможностью перемещать подставку 6 между вторым промежуточным положением Р3 и разгрузочным положением Р4 вдоль второго направления D3 перемещения горизонтально и перпендикулярно к плоскости протяженности указанной подставки 6. Второе направление D3 перемещения преимущественно параллельно первому направлению D1 перемещения и перпендикулярно направлению D2 направленного перемещения.
Разгрузочный модуль 37 по существу идентичен загрузочному модулю 14. Таким образом, разгрузочный модуль 37 также включает в себя направляющий рельс 38, проходящий параллельно второму направлению D2 направленного перемещения и выполненный с возможностью взаимодействия с поперечной выемкой 13 каждой подставки 6, загруженной в разгрузочный модуль 37 так, чтобы направлять продольное перемещение указанной подставки во время ее перемещений между вторым промежуточным положением Р3 и разгрузочным положением Р4. Разгрузочный модуль 37 дополнительно включает в себя конвейер 39, содержащий две конвейерных ленты 41, каждая из которых оснащена множеством приводных пальцев. Две конвейерных ленты 41 приводятся в движение электродвигателем 42, установленным на раме 3 и показанным более подробно на фиг. 11.
Как показано на фиг. 10, модуль 21 встряхивания, загрузочный модуль 14 и разгрузочный модуль 37 определяют по существу горизонтальную U-образную траекторию движения подставки. Такая конфигурация загрузочного и разгрузочного модулей 14, 37 позволяет обеспечить автоматическую загрузку контейнеров 6 в устройство 2 выполнения анализов и выгрузку контейнеров из устройства 2, например, путем размещения загрузочных и разгрузочных конвейеров так, что они обращены соответственно к загрузочному и разгрузочному модулям 14, 37.
Средства приведения в поступательное перемещение дополнительно выполнены с возможностью вертикальной фиксации каждой подставки, размещенной в модуле 21 встряхивания во множестве положений забора образцов между первым и вторым положениями Р2, Р3 и, в частности, в таком количестве положений, которое соответствует числу контейнеров 7, размещенных в указанной подставке 6.
Устройство 2 выполнения анализов дополнительно содержит модуль 43 взятия образцов, расположенный рядом с модулем 21 встряхивания (как показано на фиг. 16-18). Модуль 43 взятия образцов выполнен с возможностью взятия образцов биологической жидкости в контейнерах 7, размещенных в подставке 6, загруженной в модуль 21 встряхивания. В частности, модуль 43 взятия образцов выполнен с возможностью взятия образца биологической жидкости в одном из контейнеров, размещенных в указанной подставке 6, в каждом положении взятия образца подставки 6, загруженной в модуль 21 встряхивания.
Модуль 43 взятия образцов включает в себя, в частности, опору 44 взятия образцов и головку 45 взятия образцов, установленную на опоре 44 взятия образцов и оснащенную иглой 46 взятия образцов, причем игла 46 взятия образцов имеет конец, выполненный с возможностью прокола уплотняющих элементов 8 контейнеров 7, размещенных в подставке 6. Модуль 43 взятия образцов дополнительно включает в себя первое средство перемещения, выполненное с возможностью приведения головки 44 взятия образцов в поступательное перемещение в направлении, горизонтальном и перпендикулярном направлению D2 направленного перемещения, и второе средство перемещения, выполненное с возможностью перемещать головку 44 взятия образцов в вертикальном направлении.
Как показано на фиг. 15, первое средство перемещения содержит:
направляющую 47, установленную на раме и проходящую горизонтально и перпендикулярно направлению D2 направленного перемещения, причем опора 44 взятия образцов выполнена с возможностью скользящего перемещения на направляющей 47,
бесконечный ремень 48, предпочтительно, зубчатый, соединенный с опорой 44 взятия образцов и выполненный с возможностью приводить последнюю в скользящее перемещение вдоль направляющей 47, и
приводной электродвигатель 49, выходной вал которого оснащен ведущим колесом, предпочтительно, зубчатым, выполненным с возможностью привода бесконечного ремня 48.
Как также показано на фиг. 15, второе средство перемещения содержит:
направляющую 51, установленную на опоре 44 взятия образцов и проходящую вертикально, причем головка 45 взятия образцов установлена с возможностью скользящего перемещения на направляющей 51,
бесконечный ремень 52, предпочтительно, зубчатый, соединенный с головкой 45 взятия образцов и выполненный с возможностью приводить последнюю в скользящее перемещение на направляющей 51,
приводной электродвигатель 53, выходной вал которого оснащен ведущим колесом, предпочтительно, зубчатым, выполненным с возможностью приведения в действие бесконечного ремня 52.
Модуль 43 взятия образцов дополнительно включает в себя промывочную камеру 54, выполненную с возможностью вмещать и промывать иглу 46 взятия образцов головки 45 взятия образцов.
Предпочтительно, модуль 43 взятия образцов может дополнительно содержать средство определения уровня. Такое средство определения предназначено, с одной стороны, для того, чтобы предотвратить систематическое погружение иглы взятия образцов почти до дна контейнеров, как это происходит в большинстве гематологических анализаторов, что приводит к загрязнению иглы взятия образцов почти по всей длине, и, с другой стороны, для того, чтобы с точностью распределять реагенты в пробирки. Средство определения уровня может, например, включать в себя емкостную систему определения.
Как более подробно показано на фиг. 15 и 16, устройство 2 выполнения анализов содержит загрузочный ротор 55, размещенный между загрузочным и разгрузочным модулями 14, 37 и имеющий по существу вертикальную ось вращения. Загрузочный ротор 55 содержит множество гнезд 56, выполненных с возможностью вмещать контейнеры 57, содержащие образцы биологической жидкости, подлежащей анализу, и реагенты. Каждое гнездо 56, имеющееся на загрузочном роторе 55, открыто на верхней поверхности загрузочного ротора 55 для того, чтобы обеспечить легкую установку контейнеров 57 в загрузочный ротор 55 и удаление контейнеров 57 из загрузочного ротора 55. В соответствии с вариантом осуществления, представленным на чертежах, загрузочный ротор содержит гнезда 56, имеющие различные размеры для того, чтобы обеспечить возможность установки на загрузочный ротор 55 контейнеров 57 разных размеров.
Устройство 2 выполнения анализов также содержит средство приведения во вращение, связанное с загрузочным ротором 55 и выполненное с возможностью приведения во вращение загрузочного ротора 55 вокруг его оси вращения. Средство приведения во вращение, связанное с загрузочным ротором 55, включает, например, приводной электродвигатель 58, такой как шаговый электродвигатель, показанный на фиг. 11.
Как показано на фиг. 16, модуль 43 взятия образцов выполнен с возможностью забора, с использованием головки 45 взятия образцов, образцов или реагентов в контейнерах 57, размещенных в загрузочном роторе 55.
Загрузочный ротор 55 позволяет в любое время загружать в устройство выполнения анализов контейнеры 57, содержащие подлежащие анализу образцы, которые следует перед этим встряхивать вручную, и/или пробирки с реагентами.
Как, в частности, показано на фиг. 17 и 18, устройство 2 выполнения анализов дополнительно содержит модуль 59 приготовления и измерения, расположенный внутри рамы 3.
Модуль 59 приготовления и измерения включает в себя, в частности, ротор 61 приготовления, имеющий по существу вертикальную ось вращения. Как более подробно показано на фиг. 19-22, ротор 61 приготовления содержит множество ячеек 62 приготовления, равномерно распределенных на периферии ротора 61 приготовления.
Как показано на фиг. 17, модуль 43 взятия образцов выполнен с возможностью заполнения ячеек 62 приготовления образцами биологической жидкости или реагентами с использованием головки 45 взятия образцов. Преимущественно, положение головки 45 взятия образцов во время заполнения ячеек 62 приготовления выровнено с положениями головки 45 взятия образцов соответственно во время взятия жидкости в контейнере 57, размещенном в загрузочном роторе 55, во время взятия образцов в контейнере 7, размещенном в подставке 6, и во время промывки иглы 46 взятия образцов.
Каждая ячейка 62 приготовления проходит преимущественно в плоскости, перпендикулярной диаметру ротора 61 приготовления, а середина каждой ячейки 62 приготовления проходит через соответствующий диаметр ротора 61 приготовления.
Согласно варианту осуществления, представленному на чертежах, ротор 61 приготовления содержит поворотный элемент, на котором размещены ячейки 62 приготовления. Однако, в соответствии с вариантом, не показанным на чертежах, ротор 61 приготовления может включать в себя поворотный элемент, на который устанавливают ячейки приготовления с возможностью съема. В соответствии с таким вариантом, устройство 2 выполнения анализов будет включать в себя станцию подачи, выполненную с возможностью подачи ячеек приготовления на поворотный элемент.
Как показано на фиг. 20 и 21, каждая ячейка 62 приготовления имеет закругленное дно, вогнутый участок которого обращен вверх.
Модуль 59 приготовления и измерения дополнительно содержит средства приведения во вращение, связанные с ротором 61 приготовления. Указанные средства приведения во вращение, преимущественно, выполнены с возможностью приводить во вращение ротор 61 приготовления вокруг его оси вращения поочередно в первом направлении и во втором направлении, противоположном первому направлению, например, с частотой колебаний, соответствующей частоте собственных колебаний жидкости, содержащейся в ячейках 62 приготовления.
Согласно варианту осуществления, представленному на чертежах, средства приведения во вращение, связанные с ротором 61 приготовления, включают в себя шаговый электродвигатель 63, более подробно показанный на фиг. 17.
Предпочтительно, модуль 59 приготовления и измерения может включать в себя регулирующее средство, выполненное с возможностью регулирования температуры ячеек 62 приготовления так, чтобы она соответствовала заданному уровню. Как показано на фиг. 11, регулирующее средство может, в частности, включать в себя теплопроводящую металлическую пластину 64, размещенную под ротором 61 приготовления, и нагревающее средство, выполненное с возможностью нагрева теплопроводящей металлической пластины 64.
Ротор 61 приготовления изготовлен, например, из прозрачного пластика, такого как полиметилметакрилат (ПММА). Указанная конструкция позволяет выполнять различные измерения через материал ротора 61 приготовления, такие как фотометрические измерения.
Таким образом, устройство выполнения анализов, предпочтительно, содержит по меньшей мере одну измерительную станцию, размещенную вокруг ротора 61 приготовления, такую как фотометрическую измерительную станцию, выполненную с возможностью измерения, в частности, уровня гемоглобина в подлежащем анализу образце или уровень D-димера или С-реактивного белка (СРБ).
Устройство 2 выполнения анализов может дополнительно содержать модуль спектрофотометрического считывания, модуль флуоресцентного считывания, модуль люминесцентного считывания или модуль измерения коагуляции, размещенный вокруг ротора 61 приготовления.
Как показано на фиг. 3, устройство 2 выполнения анализов может дополнительно содержать одну или более головок 65 для цитометрических измерений, позволяющих с высокой точностью выполнять все гематологические измерения, относящиеся к полному анализу крови. Устройство 2 выполнения анализов может, например, содержать первую головку 65 для цитометрических измерений для проведения измерения количества эритроцитов или тромбоцитов, и вторую головку 65 для цитометрических измерений для проведения измерения лейкоцитов. Указанные конструкции позволяют производить измерения параллельно и, следовательно, повысить скорость проведения анализа с помощью устройства 2 выполнения анализов, предложенного согласно изобретению.
Следует также отметить, что устройство 2 выполнения анализов также содержит плоскую канистру 66, расположенную под загрузочным и разгрузочным модулями 14, 37 и предназначенную для вмещения изотонического раствора, действующего в качестве жидкой системы. Предпочтительно, плоская канистра 66 снабжена резиновой пробкой, которая автоматически протыкается в конце перемещения подходящим прокалывающим элементом, что обеспечивает доступ жидкой системы в устройство 2 выполнения анализов, а также сообщение с воздухом. Преимущественно, жидкую систему нагревают с применением известных устройств. Канистра, предназначенная для сбора использованной жидкости, на чертежах не показана.
Предложенное устройство 2 выполнения анализов работает следующим образом.
Подставки 6 с контейнерами 7, содержащими образцы биологической жидкости, подлежащей анализу, вручную или автоматически загружают в загрузочный модуль 14. Подставки 6 последовательно доставляют к опоре 22 подставок для выполнения их встряхивания с применением модуля 21 встряхивания.
После встряхивания, каждую подставку 6 перемещают в первое положение взятия образца. Затем головку 45 взятия образцов модуля 43 взятия образцов перемещают так, что игла 46 взятия образцов проходит через проходное отверстие 25а, выполненное на второй направляющей стенке 25, и забирает заданный объем подлежащей анализу биологической жидкости в первом контейнере 7, размещенном в подставке 6, неподвижно зафиксированной в первом положении взятия образца. После удаления иглы 46 для взятия образцов из первого контейнера 7, вторая направляющая стенка 25, взаимодействующая с уплотняющим элементом 8 первого контейнера, поддерживает первый контейнер 7 в секции 23 опоры 22 подставок.
Затем головку 45 взятия образцов модуля 43 взятия образцов перемещают так, что игла 46 взятия образцов вводит заданное количество образца в ячейку 62 приготовления ротора 61 приготовления. Затем в указанную ячейку 62 приготовления вводят жидкую систему, взятую из плоской канистры 66, используя подходящую станцию подачи для первого разбавления подлежащей анализу биологической жидкости.
Для того чтобы получить однородную смесь жидкой системы и подлежащей анализу биологической жидкости, ротор приготовления приводят во вращение вокруг его оси вращения поочередно в первом направлении S1 и втором направлении S2, противоположном первому направлению S1, в соответствии с частотой колебаний, соответствующей по существу частоте собственных колебаний смеси в ячейке 62 приготовления.
Такие возвратно-поступательные движения вращения ротора 61 приготовления вызывают движения жидкостей, содержащихся в ячейках 62 приготовления, как показано на фиг. 22, с получением оптимальной смеси указанных жидкостей, что происходит благодаря размещению ячеек 62 приготовления относительно оси вращения ротора приготовления и форме ячеек 62 приготовления. Следует отметить, что боковые стенки ячеек приготовления достаточно высоки, чтобы не допустить перелива жидкости во время указанных колебаний.
При необходимости, полученную смесь высасывают иглой 46 взятия образцов и распределяют в пустую ячейку 62 приготовления, например, для выполнения второго разбавления. После завершения этапа разбавления, приводят во вращение ротор приготовления для того, чтобы разместить ячейку 62 приготовления, содержащую подлежащую анализу смесь, напротив станции распределения лизирующих реагентов для получения растворов, готовых для проведения гематологических измерений.
После выполнения различных действий, которые должны быть выполнены с релевантным образцом, разные ячейки 62 приготовления промываются с использованием подходящей промывочной станции, в том случае, если ячейки не являются сменными, или заменяются на другие ячейки приготовления, в случае, если эти ячейки одноразовые, для проведения анализа другого контейнера, содержащегося в подставке 6 в положении взятия образца.
После окончания анализа образца, содержащегося в вышеупомянутом первом контейнере 7, средства приведения в поступательное перемещение перемещают соответствующую подставку 6 во второе положение взятия образца, так, чтобы обеспечить возможность взятия образца во втором контейнере 7, содержащемся в указанной подставке 6 для выполнения, с использованием модуля 43 взятия образцов, анализа указанного образца. Упомянутые этапы повторяют так, чтобы провести анализ образцов, содержащихся в разных контейнерах 7, размещенных в подставке 6.
После анализа образцов, содержащихся в разных контейнерах 7, размещенных в расположенной подставке 6, подставку 6 перемещают во второе промежуточное положение Р3 для ее выгрузки с использованием разгрузочного модуля 37. Однако, при необходимости, подставку 6 могут перевести в положение взятия образца путем изменения направления работы приводных электродвигателей 36, 42 для того, чтобы выполнить новый анализ образца, содержащегося в одном из контейнеров, размещенных в указанной подставке 6.
Кроме того, устройство 2 выполнения анализов позволяет провести специфические или срочные анализы с использованием загрузочного ротора 55 путем размещения в нем контейнеров 57, содержащих образцы подлежащей анализу биологической жидкости или специальные реагенты. В этом случае, загрузочный ротор 55 приводят во вращение так, чтобы разместить желаемый контейнер 57 в заданном положении (как показано на фиг. 16), обеспечивая возможность забора жидкости, содержащейся в последнем, с использованием иглы 46 взятия образцов, после чего указанную жидкость вводят в ячейку 62 приготовления ротора 61 приготовления.
Само собой разумеется, что изобретение не ограничено одним вариантом осуществления указанного устройства выполнения анализов, описанным выше в качестве примера, а напротив, охватывает все варианты.