АППАРАТНЫЙ КОМПЛЕКС ДЛЯ ДИАГНОСТИЧЕСКИХ АНАЛИЗОВ
HARDWARE SYSTEM FOR DIAGNOSTIC ANALYSIS

Область техники, к которой относится предлагаемое изобретение
Предлагаемое изобретение относится к аппаратному комплексу для выполнения диагностических анализов на биологическом образце, нативном или взятом у пациента. Предлагаемое изобретение может быть использовано для того, чтобы проверить наличие в образце одного или большего числа видов бактерий с целью их классификации или идентификации их типа, чтобы выбрать подходящие антибиотики, которые могли бы быть полезны для возможного терапевтического лечения, которые могли бы затем быть проанализированы вместе с идентифицированным видом бактерий, чтобы установить их эффективность и, во всяком случае, обеспечить автоматическое протекание бактериологических анализов без вмешательства оператора в ручном режиме, начиная с взятия образца из медицинского стакана для сбора мочи, из пробирки или из другой емкости.
Биологическим образцом, подлежащим анализу, или первичным биологическим образцом может быть, например, моча или другая стерильная или нестерильная физиологическая жидкость человека. Автоматизированные стадии аналитических процедур предусматривают размножение бактерий в жидком, обеспечивающем их буйный рост питательном бульоне, идентификацию видов бактерий с помощью биохимических реакций, автоматическое измерение показателя мутности по стандарту 0,5 Мак-Фарланда и распределение жидкофазных антибиотиков для создания антибиотикограммы, подходящей для видов бактерий, и определение минимальной ингибирующей концентрации для каждого из выбранных антибиотиков.
Предпосылки создания предлагаемого изобретения
В области диагностических анализов известны различные технологии проверки наличия патогенных организмов и микроорганизмов в биологическом образце, чтобы классифицировать и (или) идентифицировать виды бактерий в нем и определить группу антибиотиков, которые могли бы быть использованы для целенаправленной антибиотикотерапии. Эта последняя операция в специальном смысле называется антибиотикограммой.
Известные технологии для создания антибиотикограммы предусматривают проверку функциональности антибиотиков в суспензиях изолированных бактерий, полученных выращиванием на твердых средах в чашках Петри, которые требуют культивирования в течение 12/24 часов на образец.
Известные процедуры идентификации бактерий предусматривают методы анализа биохимического типичного образца, всегда начинающиеся с изолированных колоний.
В частности, в случае тяжелых инфекций время, требуемое для выполнения испытания микроорганизмов на стойкость, то есть, оценки размножения бактерий, идентификации и создания антибиотикограммы, велико, и это может представлять опасность для пациента. Именно поэтому распространена практика заранее вводить в организм пациента антибиотик широкого спектра действия без поддержки диагностическими тестами, а единственно на основе клинической настороженности, чтобы обеспечить немедленное начало терапии.
Бессистемный прием таких антибиотиков порождает феномен так называемой резистентности к лекарственным препаратам. По существу, один из недостатков, проистекающих из применения таких антибиотиков широкого спектра действия, состоит, в частности, в том, что, несмотря на то, что эти лекарственные препараты поначалу эффективны в противодействии размножению бактерий, может случиться так, что они не только не могут полностью искоренить все колонии бактерий, но что к тому же выжившие бактерии приобретают устойчивость к выбранному антибиотику благодаря генетическим мутациям и впоследствии быстро размножаются, тем самым увеличивая инфекцию.
Известна научная публикация "Clinical Evaluation of Automated Antibiotic Susceptibility Testing with the MS-2 System" («Клиническая оценка автоматизированного тестирования чувствительности к антибиотикам с помощью системы MS-2»), авторы Barnes et al. (Варне и др.), опубликована в «Journal of Clinical Microbiology», том 12, №4, октябрь 1980 года. В этой публикации описан автоматизированный анализ, начинающийся с бактерий, предварительно изолированных на чашках Петри или на дисках. Однако получение изолированных бактерий требует, чтобы посев уже был выполнен, вручную или автоматически. Кроме того, Варне и соавторы предусматривают ручную визуальную настройку оператором желательного значения показателя мутности по стандарту Мак-Фарланда и использование предварительно выбранных картриджей для создания антибиотикограммы.
Одно из решений по преодолению указанных выше недостатков было предложено в публикации WO-A-2006/021519 на имя заявителя настоящей заявки, и это решение относится к аппаратному комплексу для диагностических анализов.
Это решение, хотя и эффективное, так как обеспечивает возможность за очень короткое время получить указание на положительный результат анализа образца и выбрать эффективное семейство антибиотиков, оставляет желать лучшего в том, что касается распознавания типичного образца микроорганизма или бактерии, присутствующей в образце, в отношении которого есть указание на положительный результат, и изолирования ее.
В заявке на патент WO-A-2010/097683, которая подана от имени заявителя настоящей заявки, описан аппаратный комплекс для диагностических анализов, обеспечивающий проведение полного автоматизированного бактериологического исследования, в частности, установление факта размножения бактерий и создание антибиотикограммы, что позволяет, с одной стороны, получить скорый и достаточно надежный результат и, с другой стороны, иметь подтверждение результатов с помощью классических методов полностью автоматизированным способом, то есть, при минимальном вмешательстве оператора с очевидными эксплуатационными выгодами, начинающимися со взятия первоначального образца.
В отношении этого решения, хотя и чрезвычайно эффективного, со временем выяснилось, что оно оставляет желать лучшего в нескольких отношениях, в частности, в отношении транспортировки и подачи пробирок, в отношении взятия образца и доставки образца из пробирок, в отношении процесса стерилизации элементов, связанных со взятием образца и его распределением и др.
Кроме того, оказалось, что этот аппаратный комплекс оставляет желать лучшего в отношении расположения и методики работы различных узлов или функциональных элементов, из которых оно состоит, особенно в отношении возможности совершенствования антибиотикограммы, реализации ее с другими типами анализа, например, таких как определение минимальной ингибирующей концентрации.
Другие ограничения и недостатки известных решений и технологий станут ясны специалистам соответствующего профиля после прочтения оставшейся части настоящего описания со ссылками на прилагаемые графические материалы (чертежи) и из описания вариантов осуществления предлагаемого изобретения, хотя ясно, что описание уровня техники, связанного с настоящим описанием, не следует считать признанием того, что все, что здесь описывается, уже известно на предшествующем уровне техники.
Таким образом, в отрасли существует потребность в аппаратном комплексе для диагностических анализов, который был бы свободен хотя бы от одного из недостатков предшествующего уровня техники.
Поэтому одна из целей предлагаемого изобретения состоит в создании аппаратного комплекса для диагностических анализов, который обеспечивал бы возможность проведения полностью автоматизированных тестов по идентификации образцов с последующим созданием синергетической антибиотикограммы и усовершенствованной методикой определения минимальной ингибирующей концентрации.
Еще одна цель предлагаемого изобретения состоит в создании аппаратного комплекса для диагностических анализов, в котором расположение функциональных узлов или элементов, из которых он состоит, более эффективно и обеспечивает большую производительность по сравнению с известными аппаратными комплексами такого рода.
Еще одна цель предлагаемого изобретения состоит в создании аппаратного комплекса для диагностических анализов, в котором степень автоматизации и фактическая производительность значительно повышены, особенно в части транспортировки и подачи пробирок, содержащих первичные образцы.
Еще одна цель предлагаемого изобретения состоит в создании аппаратного комплекса для диагностических анализов, который был бы эффективным и быстродействующим в отношении взятия и распределения образца, и который был бы чрезвычайно эффективным в отношении стерилизации элементов, участвующих во взятии и распределении образца.
Заявитель разработал, испытал и осуществил предлагаемое изобретение для преодоления недостатков предшествующего уровня техники и достижения указанных выше и других целей и преимуществ.
Краткое описание предлагаемого изобретения
Предлагаемое изобретение раскрыто и охарактеризовано в независимом пункте формулы изобретения, в то время как зависимые пункты формулы изобретения описывают другие признаки предлагаемого изобретения или варианты осуществления главной изобретательской идеи.
Для достижения вышеуказанных целей, согласно первому аспекту осуществления предлагаемого изобретения, предлагаемый аппаратный комплекс для диагностических анализов содержит опорную конструкцию, внутри которой расположены первый холодильный контейнер, предназначенный для размещения в нем по меньшей мере одной группы антибиотиков, заключенных в ампулы или флакончики и разведенных жидкой средой для обеспечения возможности их распределения в жидкой фазе и тестирования их по совокупности молекул, которые могут быть выбраны оператором, также в совокупности концентраций, чтобы обеспечить создание регулируемой антибиотикограммы и определить минимальную ингибирующую концентрацию для каждого из выбранных антибиотиков. Предусмотрены аналитическая область, в которой группа микропланшетов с группой гнезд или лунок, в которые вставлена порция первичного образца, узел извлечения и доставки образцов, выполненный с возможностью извлекать порцию первичного образца из соответствующих пробирок и доставлять ее в лунки микропланшетов, область регулирования температуры микропланшетов, содержащая первичные образцы, и робототехническая головка, выполненная с возможностью взаимодействовать с упомянутым узлом извлечения и доставки образцов с обеспечением возможности переноса первичных образцов, взятых из пробирок в микропланшетах аналитической области и переноса микропланшетов в область регулирования температуры, а также выполненная с возможностью вводить в каждую из лунок микропланшетов образец, в котором идентифицировано размножение бактерий, порцию одного из упомянутых антибиотиков в жидкой форме по выбору оператора, направленную как функция, т.е. в зависимости от типа идентифицированного вида бактерии.
Поэтому представляется обеспечивающим преимущество такое решение, при котором в предлагаемом аппаратном комплексе для диагностических анализов обеспечена возможность проведения идентификационных тестов на образце и последующее создание синергетической антибиотикограммы путем определения минимальной ингибирующей концентрации антибиотика.
Согласно другому аспекту осуществления предлагаемого изобретения, автоматическую антибиотикограмму создают как на основе образцов без идентификации, таких как образцы с общей гнойной инфекцией, так и на основе образцов, предварительно идентифицированных с помощью химических систем или иным образом.
Кроме того, в антибиотикограмме, выполненной автоматически, используется автоматическое определение показателя мутности по стандарту 0,5 Мак-Фарланда.
Исключительность оперирования с антибиотиками в жидкой форме отличается от любого другого из существующих типов, так как другими изобретениями предлагается группа антибиотиков, предварительно расположенных на микропланшетах или картах с предварительно установленными группами антибиотиков. Это преимущество позволяет оператору выбирать антибиотики, соответствующие идентифицированным видам бактерий и создавать антибиотикограмму автоматически в соответствии с международными стандартами и исходя из концентрации по стандарту 0,5 Мак-Фарланда, как это требуется международными стандартами. Еще один исключительный аспект обеспечивает возможность создания «клинической» антибиотикограммы на образцах, в отношении которых есть указание на положительный результат, чтобы испытать эффективность антибиотикотерапии, которой подвергается пациент в случаях общей гнойной инфекции. Этим пациентам, определяемым по причине общей гнойной инфекции как критические, вводятся конкретные антибиотики или смесь из 3/5 антибиотиков, не ожидая типичного образца вида инфицирующей бактерии. Проверка реакции на антибиотик, то есть, проявленной в результате чувствительности или резистентности к антибиотику, имеет фундаментально важное значение для самой жизни пациента. Продолжительность анализа образца крови, для которого есть указание на положительный результат в отношении присутствия бактерий, и антибиотикографический тест могут быть получены через 3-5 часов после того, как для образца предлагаемым способом было определено, что есть указание на положительный результат в отношении наличия гемокультуры бактерий. Для того, чтобы проверить, чувствительность или резистентность проявлена к принятому антибиотику, требуется короткое время, поэтому также обеспечена возможность проверить примененную антибиотикотерапию и, если это необходимо, изменить первоначальную антибиотикотерапию.
Согласно еще одному аспекту осуществления предлагаемого изобретения, предлагаемый аппаратный комплекс содержит устройство для транспортирования образцов, вручную установленное и связанное с опорной конструкцией и выполненное с возможностью обеспечивать непрерывную подачу совокупности пробирок в аппаратный комплекс, в частности, к узлу извлечения и доставки образцов.
Согласно некоторым вариантам осуществления предлагаемого изобретения, упомянутое устройство для транспортирования образцов имеет кольцеобразную опору, связанную по меньшей мере с двумя зубчатыми механизмами, по меньшей мере один из которых соединен с двигателем.
Кроме того, предлагаемый аппаратный комплекс может также иметь в своем составе согласующее устройство, выполненное с возможностью обеспечивать соединение с системой автоматической загрузки пробирок в аппаратный комплекс. Это согласующее устройство может быть использовано в комбинации с упомянутым устанавливаемым вручную устройством для транспортирования образцов.
Представляется предпочтительным такое решение, при котором упомянутый узел извлечения и доставки образцов содержит совокупность игл, соединенных с соответствующими иглонесущими головками. Эти иглонесущие головки выполнены с возможностью их выборочного соединения с упомянутой робототехнической головкой.
Представляется обеспечивающим преимущество такое решение, при котором упомянутый узел извлечения и доставки образцов содержит узел промывки и (или) стерилизации игл.
Согласно некоторым вариантам осуществления предлагаемого изобретения, предлагаемый аппаратный комплекс содержит магнитомеханическую систему, которая выполнена с возможностью обеспечивать выборочное механическое и гидравлическое соединение робототехнической головки с одной из упомянутых иглонесущих головок.
Согласно еще одному аспекту осуществления предлагаемого изобретения, аппаратный комплекс содержит устройство для считывания и идентификации микропланшетов.
Предлагаемый аппаратный комплекс может содержать второй холодильный контейнер для временного хранения образцов, которые впоследствии могут быть высеяны на чашках Петри.
Согласно еще одному аспекту осуществления предлагаемого изобретения, аппаратный комплекс содержит узел считывания микропланшетов на основе технологии светового рассеивания применительно к анализу на микрофлору, к анализу остаточной антибиотической активности и к созданию антибиотикограммы.
Представляется обеспечивающим преимущество такое решение, при котором предлагаемый аппаратный комплекс включает как устройство для считывания и идентификации микропланшетов, такое как фотометр, так и узел считывания микропланшетов на основе технологии лазерного рассеивания.
Таким образом, в предлагаемом изобретении использованы две разные и различающиеся технологии измерений, а именно, фотометр, обеспечивающий возможность считывания микропланшетов для выявления размножения бактерий, создания антибиотикограммы и определения минимальной ингибирующей концентрации антибиотиков, и модуль лазерного рассеяния для создания клинической антибиотикограммы, для гемокультур и других тестов, таких как тест на организмы с множественной лекарственной резистентностью, тест на метициллин-резистентный золотистый стафилококк, тест на фермент, придающий бактериям резистентность к бета-лактамовым антибиотикам и др.
Эти и другие аспекты, признаки и преимущества предлагаемого изобретения будут понятны лучше из последующего подробного описания со ссылками на прилагаемые графические материалы (чертежи), а также из прилагаемой формулы изобретения. На чертежах, которые составляют неотъемлемую часть настоящего описания, проиллюстрированы некоторые варианты осуществления предлагаемого изобретения, и эти чертежи вместе с описанием предназначены для описания признаков предлагаемого изобретения.
Раскрываемые в настоящем описании различные аспекты и признаки предлагаемого изобретения могут быть, когда это возможно, использованы отдельно. Эти отдельные аспекты, в частности, аспекты и признаки, раскрытые в описании или в зависимых пунктах формулы изобретения, могут стать объектами выделенных заявок на патент.
Должно быть понятно, что любой раскрытый здесь аспект или признак предлагаемого изобретения, который в процессе патентования окажется уже известным, не должен заявляться, о чем должна быть сделана оговорка.
Краткое описание прилагаемых графических материалов
Эти и другие признаки предлагаемого изобретения станут ясны из дальнейшего подробного описания некоторых вариантов его осуществления, которыми объем изобретения не ограничен, со ссылками на прилагаемые графические материалы (чертежи).
На фиг. 1 изображена принципиальная схема аппаратного комплекса для диагностических анализов согласно предлагаемому изобретению.
На фиг. 2 предлагаемый аппаратный комплекс для диагностических анализов изображен на виде спереди.
На фиг. 3 предлагаемый аппаратный комплекс для диагностических анализов изображен на виде сбоку.
Для облегчения понимания на прилагаемых чертежах для идентификации идентичных общих элементов, насколько возможно, использованы идентичные ссылочные обозначения. Должно быть понятно, что элементы и признаки одного варианта осуществления предлагаемого изобретения могут быть беспрепятственно введены в другой вариант его осуществления без дополнительных пояснений.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ НЕКОТОРЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ПРЕДЛАГАЕМОГО ИЗОБРЕТЕНИЯ
Далее будут подробно описаны различные варианты осуществления предлагаемого изобретения, один или большее число из которых проиллюстрировано на прилагаемых чертежах. Каждый из описываемых вариантов осуществления предлагаемого изобретения имеет статус иллюстративного примера, и его не следует понимать как ограничивающий объем предлагаемого изобретения. Например, признаки, указанные или описанные как принадлежащие одному варианту, могут быть приданы другим вариантам с целью создания нового варианта осуществления предлагаемого изобретения. Должно быть понятно, что объем предлагаемого изобретения охватывает все такие варианты и модификации.
Прежде чем приступить к описанию этих вариантов, авторы предлагаемого изобретения считают нужным пояснить, что данное описание не ограничено в своем применении к деталям конструкции и расположения компонентов, которые описаны далее со ссылками на прилагаемые чертежи. Настоящее описание может быть распространено на другие варианты осуществления предлагаемого изобретения и может быть получено или оформлено другими способами. Следует пояснить также, что используемая здесь фразеология и терминология использованы только для целей описания, и их не следует считать ограничивающими объем предлагаемого изобретения.
Изображенный на прилагаемых чертежах аппаратный комплекс 10 для диагностических анализов согласно предлагаемому изобретению содержит опорную конструкцию 11, с которой соединено устройство 12 для транспортирования образцов, выполненное с возможностью транспортирования и доставки образцов, это может быть, например, устанавливаемый вручную цепной конвейер для транспортирования образцов.
В устройстве 12 для транспортирования образцов размещена серия пробирок 13, внутри каждой из которых находится беспримесный биологический образец, например, мочи или других стерильных или нестерильных физиологических жидкостей человека, или же это культуральные матрасы с культурами бактерий, в отношении которых есть указание на положительный результат.
Устройство 12 для транспортирования образцов имеет кольцеобразную опору 16, в отношении которой представляется предпочтительным такое решение, при котором она простирается по всей передней стороне 17 опорной конструкции 11.
Кольцеобразная опора 16 устройство 12 для транспортирования образцов снабжена внутренними зубцами, которыми она зацеплена с соответствующими замыкающими зубчатыми колесами 18 и 19, из которых по меньшей мере одно соединено с двигателем.
Назначение устройства 12 для транспортирования образцов состоит в том, чтобы обеспечить возможность загрузки большого количества пробирок 13 и транспортирование этих пробирок в согласовании с узлом 20 извлечения и доставки образцов.
Устройство 12 для транспортирования образцов является легко приспособляемым к различным пробиркам для забора образцов как мочи, так и других физиологических жидкостей, а также к пробиркам для гемокультур. Тип загруженного образца и, следовательно, надлежащего технологического процесса закодирован штрих-кодом. При необходимости образец гемокультуры, в отношении которого есть указание на положительный результат анализа, будет помещен непосредственно в емкость, в которой будут выполнены испытания для создания непосредственной или клинической антибиотикограммы для проверки чувствительной или резистентной реакции на антибиотикотерапию, примененную к пациенту, что занимает, как говорилось выше, около трех часов после внесения посевного материала в упомянутые пробирки для клинической антибиотикограммы.
Узел 20 извлечения и доставки образцов содержит совокупность иглонесущих головок 21, оснащенных соответствующим исполнительным механизмом для подъема и опускания игл, например, шестью иглонесущими головками, как показано на прилагаемых чертежах.
Кроме того, узел 20 извлечения и доставки образцов содержит также узел 22 промывки и (или) стерилизации игл, выполненный с возможностью доставки к определенной игле дезинфицирующих веществ в жидкой форме, например, хлора и с возможностью стерилизации игл, например, путем нагревания. Каждый образец должен быть взят и распределен с обеспечением стерильности иглы во избежание загрязнения при распределении. Конструкция обеспечивает возможность наличия, например, 3/6 игл, которые, после того как образец взят, подвергают нагреванию до температуры выше 100°С, после чего затем промывают хлором, а затем водой. По завершении этого процесса удаления и распределения образца каждую иглу вводят в подходящую дезактивационную камеру, где ее посредством стадий нагревания до температуры выше 100°С, промывания хлором и промывания водой стерилизуют, подготавливая к последующим процессам извлечениями распределения.
Каждая из иглонесущих головок 21 может быть также соединена с трубкой, например, с гибкой трубкой, подсоединенной к насосному устройству, для извлечения жидкого образца из пробирок 13 и распределения его в разных рабочих зонах аппаратного комплекса 10.
Каждая иглонесущая головка 21 может находиться в механическом и гидравлическом взаимодействии с робототехнической головкой 14, например, с помощью магнитомеханической системы.
В узле 20 извлечения и доставки образцов иглы, связанные с каждой из иглонесущих головок 21, промываются и стерилизуются узлом 22 промывки и (или) стерилизации игл и устанавливаются в безопасное положение для последующего удаления робототехнической головкой 14.
Робототехническая головка 14 связана с узлом перемещения 23, который расположен, например, в верхней зоне опорной конструкции 11 и содержит направляющие 24, обеспечивающие возможность робототехнической головке 14 скользить по меньшей мере по двум взаимно перпендикулярным направлениям.
С опорной конструкцией 11, например, с помощью выносной опоры 15 соединен узел управления и обработки данных, с которого можно управлять различными операциями, выполняемыми аппаратным комплексом 10, и визуализировать эти операции.
Рядом с узлом 20 извлечения и доставки образцов предусмотрена аналитическая область 32, в которой расположен один или большее число микропланшетов 35, содержащих гнезда или лунки 36, содержащие первичные образцы, которые могут быть подвергнуты экспресс-тесту культуры.
В аналитическую область 32 доставлено определенное количество жидкости, взятой из первичных образцов, находящихся в пробирках 13, в определенные лунки 36 микропланшета или микропланшетов 35.
В зоне, примыкающей к узлу 20 извлечения и доставки образцов и к аналитической области 32, предусмотрен сенсор 25, выполненный с возможностью проверять и корректировать правильное расположение иглы определенной иглонесущей головки 21, захваченной робототехнической головкой 14.
Представляется обеспечивающим преимущество такое решение, при котором далее рядом с аналитической областью 32 расположен первый холодильный контейнер 26, внутри которого размещена совокупность флакончиков 27, содержащих антибиотики и (или) реагенты другого типа.
В аппаратном комплексе 10 предусмотрен также второй холодильный контейнер 28, в котором выполнена серия вмещающих гнезд 29, выполненных, например, в виде микролунок. В этих микролунках может находиться на временном хранении образец, который затем будет высеян на чашках Петри.
В центральной зоне аппаратного комплекса 10 предусмотрена область 30 контроля температуры, в которой расположены микропланшеты, температура которых здесь поддерживается на постоянном уровне.
Представляется обеспечивающим преимущество такое решение, при котором в зоне аппаратного комплекса, примыкающей к области 30 контроля температуры, предусмотрено считывающее устройство 31 для считывания каждой из лунок 36 микропланшетов 35, выполненное, например, в виде фотометра, управляемого узлом управления. Считывающее устройство 31 используется для считывания информации на биологическом образце, содержащемся в каждом микропланшете 35 и, следовательно, информации о пациенте, от которого был взят биологический образец.
В той части аппаратного комплекса 10, которая находится на противоположной стороне относительно аналитической области 32, предусмотрено согласующее устройство 33, выполненное с возможностью обеспечивать соединение с системой автоматической загрузки пробирок в аппаратный комплекс, это согласующее устройство может быть использовано в виде альтернативы ручному устройству 12 для транспортирования образцов или в комбинации с последним.
В аппаратном комплексе 10 предусмотрен работающий на основе технологии светового рассеивания узел 34 считывания лунок 36 микропланшетов 35 для применения к тестированию культур, к тестированию остаточной антибиотической активности и к созданию антибиотикограммы.
Поэтому преимущество имеет такое решение, при котором в предлагаемом аппаратном комплексе две разных и различающихся технологии измерений, а именно, устройство 31, обеспечивающее возможность считывания микропланшетов для выявления размножения бактерий, создания антибиотикограммы и определения минимальной ингибирующей концентрации антибиотиков, и работающий на основе технологии лазерного рассеивания узел 34 для создания клинической антибиотикограммы, для гемокультур и других тестов, таких как тест на организмы с множественной лекарственной резистентностью, тест на метициллин-резистентный золотистый стафилококк, тест на фермент, придающий бактериям резистентность к бета-лактамовым антибиотикам и др.
Затем первичные образцы, содержащиеся в пробирках 13, вводят в аппаратный комплекс 10 через два возможных согласующих устройства, а именно, через ручное согласующее устройство, то есть, через устройство 12 для транспортирования образцов и (или) через устройства автоматической загрузки, которые переносят пробирки 13 к загрузочному согласующему устройству 33.
Робототехническая головка 14 находится в механическом и гидравлическом взаимодействии с одной из иглонесущих головок 21 узла 20 извлечения и доставки образцов с помощью магнитомеханической системы. Игла выбранной иглонесущей головки будет стерилизована с помощью узла 22 промывки и (или) стерилизации игл.
Иглонесущая головка 21 со стерилизованной иглой используется робототехнической головкой 14 для извлечения определенного количества первичного образца из конкретной пробирки 13, которая благодаря вращению кольцеобразной опоры 16 устройства 12 для транспортирования образцов приводится в соответствие с узлом 20 извлечения и доставки образцов.
Удаление из пробирки 13 определенного количества первичного образца осуществляется путем протыкания пробки пробирки 13 иглой или просто погружением иглы в среду первичного образца в пробирке 13, если пробирка приведена в зону действия узла 20 извлечения и доставки образцов уже в открытом виде.
Количество или порция образца, взятого из пробирки 13, может быть доставлена частично в гнезда 29 второго холодильного контейнера 28, чтобы обеспечить возможность высеять его на чашках Петри, а частично в одну или большее число лунок 36, расположенных на одном или более микропланшетов 35 аналитической области 32.
Игла, использованная для выполнения вышеуказанных операций извлечения первичного образца из пробирки 13 и доставки его во второй холодильный контейнер 28 и (или) в аналитическую область 32, робототехнической головкой 14 возвращается в узел 22 промывки и (или) стерилизации игл для ее промывки и (или) стерилизации. А тем временем робототехническая головка 14 вступает в механическое и гидравлическое взаимодействие с другой иглонесущей головкой 21, игла которой перед этим была стерилизована, так что предлагаемый аппаратный комплекс имеет то преимущество, что его рабочий цикл является непрерывным и безостановочным.
Когда в определенное число лунок 36 одного или более микропланшетов 35 аналитической области 32 будет введено определенное количество первичного образца, микропланшет 35 с помощью робототехнической головки 14 перемещается в область 30 контроля температуры микропланшетов.
Циклически и всегда с помощью робототехнической головки 14 каждый микропланшет 35 переносится в считывающее устройство 31, где обеспечена возможность получить и зарегистрировать данные размножения бактерий для каждой конкретной лунки 36 микропланшета 35.
Поэтому в течение рабочего цикла регистрируются различные считанные показатели, относящиеся к конкретным лункам 36 микропланщета или микропланшетов 35, и для каждого из образцов могут быть получены кривые возможного размножения бактерий в зависимости от времени.
Следующая стадия рабочего цикла состоит в идентификации размножения бактерий внутри одной из лунок 36 микропланшета 35. Эта стадия размножения бактерий может продолжаться приблизительно от одного до пяти часов. Как только внутри одной или большего числа лунок 36 микропланшета 35 будет отмечено размножение бактерий, то это значит, что в этой одной или более лунок 36 находятся образцы с указанием на положительный результат анализа.
Затем бактерию идентифицируют, что может быть сделано с помощью различных методов и приборов, как имеющихся в составе аппаратного комплекса 10, так и привлеченных извне, например, с помощью спектрометров, с помощью нейронносетевых алгоритмов или других средств.
Цель стадии идентификации бактерии состоит в установлении группы антибиотиков, подлежащих тестированию, поэтому как только бактерия будет в достаточной степени идентифицирована и ее концентрация в соответствующей лунке 36 микропланшета 35 достигнет подходящего значения, ее подвергают ресуспендированию в нескольких других лунках 36 микропланшета 35 для тестирования с разными антибиотиками, доставляемыми в разных концентрациях, то есть, для создания антибиотикограммы, предпочтительно синергетической. Антибиотики всегда изымаются строго автоматически из гнезд 29 второго холодильного контейнера 28 с помощью робототехнической головки 14.
Таким образом можно измерить синергетический эффект антибиотикограммы с разными типами антибиотиков, которые распределены и действуют одновременно.
С помощью работающего на основе технологии лазерного рассеивания узла 34 можно также выполнить анализ на наличие бактерий, устойчивых к одному или большему числу классов противомикробных средств, так называемых организмов с множественной лекарственной резистентностью.
Внутри аппаратного комплекса 10 может находиться до 16 микропланшетов 35, каждый из которых содержит 24 лунки 36, так что всего может быть обеспечено 384 позиции для введения образца.
Как говорилось выше, после идентификации бактерии следует стадия создания синергетической антибиотикограммы, которая с обеспечением преимущества может быть создана путем определения минимальной ингибирующей концентрации антибиотика, то есть, минимального количества антибиотика, которое должно быть введено в организм пациента.
Минимальная ингибирующая концентрация определяется фенотипически согласно технологии разбавления жидкостей. Предположим, имеется группа подлежащих тестированию антибиотиков, состоящая из определенного количества n антибиотиков, содержащихся в соответствующих гнездах 29 второго холодильного контейнера 28. Предположим также, что каждый отдельный подлежащий тестированию антибиотик представлен в совокупности т концентраций, поэтому образец, в котором отмечено размножение бактерий и который имеет подходящую концентрацию бактерии, помещают в n*m гнезд или лунок 36 микропланшета 35. Затем в каждую из этих n*m лунок 36 вводят определенное количество из n антибиотиков, так чтобы была гарантирована одна из m концентраций. Эта операция выполняется для каждой из m концентраций каждого из n антибиотиков.
Таким образом можно создать эффективную синергетическую антибиотикограмму, то есть, протестировать синергетический эффект разных антибиотиков.
Описанный выше рабочий цикл является целиком и полностью автоматизированным благодаря использованию робототехнической головки 14, которая выполнена с возможностью надлежащим образом перемещаться от одной зоны аппаратного комплекса 10 к другой его зоне, благодаря производительности, которая в значительной степени повышена благодаря использованию устройства 12 для транспортирования образцов и возможному использованию дополнительной системы загрузки пробирок, которая связана с аппаратным комплексом 10 с помощью согласующего устройства 33, а также благодаря узлу 20 извлечения и доставки образцов, который содержит совокупность иглонесущих головок 21, и эффективно работающему узлу 22 промывки и (или) стерилизации игл, так что обеспечено непрерывное наличие промытой и (или) стерилизованной иглы на каждой стадии взятия образца.
Поэтому, подводя итог, следует отметить, что автоматизированный аппаратный комплекс согласно предлагаемому изобретению с обеспечением преимущества позволяет использовать антибиотики в жидкой фазе, благодаря чему обеспечена возможность выбора, который может быть реализован конечным пользователем, преодоления использования заранее определенных групп в количестве и типе антибиотиков, автоматического построения антибиотикограммы.
Антибиотикограмма может быть создана автоматически как на основе образцов без предварительной идентификации, например, для пациентов с общей гнойной инфекцией, так и на основе образцов, предварительно идентифицированных различными методами, химическими или иными.
Автоматическая антибиотикограмма использует также автоматическое определение показателя мутности по стандарту 0,5 Мак-Фарланда в случае стандартной антибиотикограммы.
Кроме того, предлагаемый аппаратный комплекс обеспечивает также возможность использовать непосредственную клиническую антибиотикограмму для образцов крови, в отношении которых имеется указание на положительный результат анализа на размножение бактерий, в течение только трех часов для проверки и подтверждения антибиотикотерапии, применяемой к пациенту, результатом чего является установление чувствительности или резистентности бактерий.
Как было сказано выше, предлагаемый аппаратный комплекс оснащен цепным конвейером или устройством для загрузки образцов, которое может быть приспособлено для загрузки любого типа пробирок, содержащих урино-культуру, культуру на физиологической жидкости или гемокультуру.
Кроме того, предлагаемый аппаратный комплекс оснащен также автоматическим средством для стерилизации процесса отбора образцов и подачи игл для обеспечения рабочего процесса, согласующегося с пропускной способностью аппаратного комплекса.
Кроме того, в предлагаемом аппаратном комплексе с обеспечением преимущества использовано две технологии получения данных, а именно, фотометрия и лазерное рассеяние.
Кроме того, в предлагаемом аппаратном комплексе могут быть использованы микропланшеты различных размеров, например, содержащие 96, 192 или 360 лунок, предварительно наполненных обеспечивающим буйный рост бактерий питательным бульоном, и пригодных для размножения бактерий, для создания антибиотикограммы и установления опытным путем минимальной ингибирующей концентрации антибиотиков.
Должно быть понятно, что без отклонения от духа предлагаемого изобретения описанный выше аппаратный комплекс для диагностических анализов может быть модифицирован и (или) дополнен другими компонентами.
Должно быть понятно также, что, хотя предлагаемое изобретение было описано выше только на некоторых конкретных примерах его осуществления, специалист соответствующего профиля определенно сможет создать много других эквивалентных форм предлагаемого аппаратного комплекса для диагностических анализов на основе признаков, раскрываемых в прилагаемой формуле изобретения и, следовательно, находящихся в пределах обеспечиваемого ею объема правовой охраны.
В прилагаемой формуле изобретения указываемые в скобках ссылочные обозначения предназначены единственно для облегчения понимания, и они не могут быть причиной ограничения объема правовой охраны, обеспечиваемого конкретными пунктами формулы изобретения.