СИСТЕМА ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПОЛОЖЕНИЕМ ПОДСТАВОК И ПРОБИРОК ДЛЯ КЛИНИЧЕСКИХ ХИМИЧЕСКИХ ЛАБОРАТОРИЙ
SYSTEM FOR POSITION CONTROL OF STANDS AND TEST TUBES FOR CLINICAL CHEMICAL LABORATORIES

Область техники
Настоящее изобретение относится к системе управления положением подставок и пробирок для клинических химических лабораторий.
В частности, настоящее изобретение относится к системе для определения положения подставок и пробирок, позволяющей управлять установкой и извлечением подставок и пробирок внутри подставок в пределах конкретной рабочей области. Последующее описание изобретения относится к этой области применения.
Предпосылки создания изобретения
Персонал лабораторий тратит много времени на систематизацию пробирок и их обратное извлечение.
Существующие способы позволяют систематизировать подставки и пробирки различным образом в зависимости от подключаемого приложения и/или предоставленной службы.
В первом варианте решения существующего уровня техники требуется использование специализированных подставок для хранения пробирок, другими словами, пробирки могут размещаться в подставках определенного вида, и организующая система обеспечивает только управление пробирками в этих подставках.
Самым существенным недостатком такой системы является то, что она является абсолютно негибкой и не поддается конфигурированию в зависимости от используемой подставки.
Другим примером решения существующего уровня техники является роботизированная система, способная управлять практически любым видом подставок и пробирок, при этом робот способен помещать пробирки в определенные позиции и извлекать их оттуда.
К сожалению, такая система является технически сложной и дорогостоящей, что делает ее использование невозможным для большинства применений в лабораториях клинических химических анализов.
Существующие способы, ввиду указанных выше недостатков, являются доступными только для средних и крупных лабораторий.
Целью настоящего изобретения является создание системы управления положением подставок и пробирок для лабораторий клинических химических анализов, которая усовершенствована в отношении управления пробирками и подставками для преодоления недостатков существующего уровня техники.
Краткое описание изобретения
Указанная техническая проблема решена в соответствии с п. 1 прилагаемой формулы изобретения.
Настоящее изобретение обеспечивает следующие преимущества заявленной системы:
- простая конструкция,
- гибкость управления пробирками и/или подставками,
- возможность использования подставок любого вида, уже имеющихся в лаборатории,
- невысокая стоимость.
Далее настоящее изобретение описывается более подробно на базе характерных, но неограничивающих вариантов осуществления, поясняемых сопроводительными чертежами.
Краткое описание чертежей
На Фиг. 1 показана блок-схема системы подставок и пробирок согласно настоящему изобретению.
На Фиг. 1a и 1b показаны конкретные компоненты системы, представленной на Фиг. 1
На Фиг. 2 показан вариант осуществления системы, представленной на Фиг. 1.
Подробное описание изобретения
В соответствии с настоящим изобретением система управления положением подставок и пробирок для лабораторий клинических химических анализов включает пробирки, способные хранить человеческий биологический материал (пробу); подставку, сконфигурированную для приема и/или удержания пробирок для хранения; несущее основание, сконфигурированное для размещения подставок; считывающее устройство, сконфигурированное для считывания идентификатора подставки и идентификатора пробирки, подлежащей установке в подставку; камеру для обнаружения наличия подставки на несущем основании, а также наличия по меньшей мере одной пробирки в конкретной позиции подставки; и процессорный блок, сконфигурированный для отображения позиций подставки и пробирок.
На Фиг. 1a и 1b показано, что система управления положением подставок и пробирок согласно настоящему изобретению включает пробирки 10 и по меньшей мере одну подставку 20, сконфигурированную для приема и/или удержания пробирок 10.
ID
ID
Пробирки 10 и подставки 20 включают идентификаторы T пробирок и идентификаторы R подставок соответственно (Фиг. 1a и 1b), сконфигурированные для идентификации пробирок и подставок в системе.
Пробирки идентифицируются в зависимости от компьютерной программы (IT), используемой в конкретной лаборатории.
В частности, пробирки 10 способны содержать человеческий биологический материал (пробу) для лабораторий клинических химических анализов.
Подставка 20 конфигурирована для приема и/или удержания пробирок 10, подлежащих манипулированию в лаборатории.
ID
Согласно настоящему изобретению идентификаторы R подставок включают один или более идентификаторов из линейных штрихкодов, двумерных штрихкодов (т.е. QR кодов), радиометок RFID и т.п.
ID
Предпочтительно идентификаторы R подставок включают кодированную информацию об одном или более из следующих параметров:
- тип подставки,
- размер подставки (чтобы облегчить обнаружение подставки на несущем основании 30) и т.п.
Согласно настоящему изобретению система управления положением подставок и пробирок включает несущее основание 30 (Фиг. 1), сконфигурированное для установки на нем подставки 20.
Несущее основание 30 далее рассматривается более подробно.
Следует отметить, что когда в данном описании делается ссылка на подставку 20, то подразумевается «по меньшей мере» одна подставка 20.
Согласно настоящему изобретению система управления подставками и пробирками включает считывающее устройство 50 (Фиг. 1), связанное с несущим основанием 30.
Считывающее устройство 50 включает один или более из сканеров линейного штрихкода, считывателей двумерного штрихкода (т.е. QR считыватель), считывателей радиометок RFID и т.п.
ID
ID
Согласно настоящему изобретению считывающее устройство 50 конфигурируют для считывания идентификатора R подставки и/или идентификатора Т пробирки.
ID
ID
Другими словами, считывающее устройство 50 конфигурируют для считывания идентификатора R подставки 20, подлежащей размещению на несущем основании 30, и идентификатора Т пробирки, подлежащей размещению в обнаруженной подставке 20, помещенной на опорном основании 30.
ID
ID
Считывающее устройство 50 конфигурируют также для передачи считанного идентификатора R подставки и считанного идентификатора Т пробирки в процессорный блок 60 (Фиг. 1), который подробно описывается далее.
Согласно настоящему изобретению система управления положением подставок и пробирок включает камеру 40, связанную с несущим основанием 30.
Камера 40 включает первый модуль 41 обнаружения, сконфигурированный для обнаружения положения подставки 20 на несущем основании 30.
Камера 40 также включает второй модуль 42 обнаружения, сконфигурированный для обнаружения по меньшей мере одной пробирки 10 в подставке 20.
Модули обнаружения конфигурируют для распознавания перемещений по площади несущей опоры 30, при этом определяется, где находится данная подставка 20 или данная пробирка 10.
Второй модуль 42 обнаружения конфигурирован для определения наличия по меньшей мере одной пробирки 10 в подставке 20 посредством обнаружения позиций пробирок в подставке 20.
В другом варианте или дополнительно второй модуль 42 обнаружения конфигурирован для определения наличия по меньшей мере одной пробирки 10 в подставке 20 посредством обнаружения перемещений пробирок 10 между различными позициями в подставке 20.
В следующем варианте или дополнительно к предыдущему второй модуль обнаружения 42 конфигурирован для определения наличия по меньшей мере одной пробирки 10 в подставке 20 посредством обнаружения перемещений пробирок 10 между различными позициями в различных подставках 20, помещенных на несущее основание 30.
ID
В этом случае системе не требуется повторно распознавать перемещаемую пробирку 10 путем сканирования идентификатора Т пробирки.
Первый модуль 41 обнаружения конфигурирован также для обнаружения удаления подставки 20 с несущего основания.
ID
Первый модуль 41 обнаружения конфигурирован также для считывания идентификатора R ранее удаленной подставки, которую позже опять устанавливают на несущее основание 30.
Процессорный блок 60, который далее рассматривается более подробно, конфигурирован для автоматической проверки того, что пробирки 10 все еще находятся в подставке 20.
Отображение позиций пробирок может быть окончательно выполнено в другой системе на базе специализированной подставки или может быть получено из внешней компьютерной программы (IT).
В этом случае внешняя система указывает позиции пробирок в подставке, даже если пробирки не были установлены в позиции подставки, размещенной на опорном основании 30 согласно настоящему изобретению.
Данные о позициях пробирок принимает процессорный блок 60.
Как указано ранее, в соответствии с настоящим изобретением система для управления положением подставок и пробирок включает процессорный блок 60, который конфигурирован для обработки данных о подставках 20 и пробирках 10.
Следует понимать, что в данном описании и прилагаемой формуле изобретения процессорный блок 60 подразделяется на различные функциональные модули (модули обработки и модули памяти) с целью ясного и полного описания функций процессорного блока 60.
Процессорный блок 60 может включать одно электронное устройство с соответствующим программным обеспечением для рассматриваемой функциональности, при этом различные модули могут быть реализованы аппаратными и/или программными средствами в этом электронном устройстве.
В другом варианте или дополнительно, указанные функции могут осуществляться множеством электронных устройств, по которым распределены указанные функциональные модули.
Помимо этого, процессорный блок может включать один или более процессоров для обработки команд в этих модулях.
Кроме того, указанные функциональные модули могут быть распределены по разным компьютерам, локальным или удаленным, в зависимости от архитектуры сети, в которой они используются.
Следует понимать, что другие модули, рассматриваемые как внешние относительно процессорного блока 60, могут быть осуществлены аппаратными средствами или программными операциями, исполняемыми в электронном устройстве.
Процессорный блок 60 связан с камерой 40 и считывающим устройством 50.
Данную систему конфигурируют для распознавания оператора путем сканирования его отпечатка пальца.
ID
Процессорный блок 60 включает первый модуль 61 ассоциирования, сконфигурированный для ассоциирования считанного идентификатора R подставки с подставкой 20, обнаруженной камерой 40.
ID
Процессорный блок 60 также включает второй модуль 62 ассоциирования, сконфигурированный для ассоциирования считанного идентификатора Т пробирки с пробиркой 10, обнаруженной камерой 40.
i
В предпочтительном варианте согласно настоящему изобретению процессорный блок 60 включает первый модуль 63 отображения, сконфигурированный для отображения обнаруженной подставки 20 на множество разрешенных позиций P на несущем основании 30.
i
Другими словами, первый модуль 63 отображения конфигурирован для определения координат подставки, помещенной на несущее основание 30, и преобразования этих координат в разрешенные позиции P для пробирок 10.
i
Первый модуль 63 отображения конфигурирован для ассоциирования этих координат и позиций P во вспомогательном модуле 64 памяти.
i
В предпочтительном варианте согласно настоящему изобретению процессорный блок 60 включает второй модуль 65 отображения, который конфигурирован для отображения обнаруженной пробирки 10 на соответствующую позицию P из множества разрешенных позиций P.
Другими словами, второй модуль 65 отображения конфигурирован для ассоциирования конкретной координаты с позицией пробирки, входящей в область, заданную координатами подставки.
Как будет понятно далее, позиции P идентифицируются для того, чтобы обеспечить поиск пробирок 10 в подставке 20, например, по запросу оператора.
Поскольку рассматривается блок управления согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения, обмен информацией с внешней базой данных или запоминающими устройствами не производится.
ID
ID
Эффект от такого варианта осуществления выражается в том что, не требуется дополнительных данных о подставках и пробирках, помимо данных, считанных с идентификатора R подставки и идентификатора T пробирки.
Такой вариант осуществления относится к реализации в автономном режиме (оффлайн).
Во втором варианте осуществления, который относится к реализации в режиме онлайн, процессорный блок связан с вспомогательным модулем 90 памяти.
Вспомогательный модуль 90 памяти включает дополнительные данные D о пробирках 10 и/или подставках 20 в данной системе.
Дополнительные данные D включают данные D1 о совместимости подставок 20 и пробирок 10.
ID
ID
В этом случае процессорный блок 60 также включает сравнивающий модуль 66, который конфигурирован для сравнения считанного идентификатора R подставки и/или считанного идентификатора T пробирки с данными D1 о совместимости с целью проверки совместимости подставки 20 и пробирок 10 в подставке 20, помещенной на несущем основании 30.
ID
ID
Данные D1 о совместимости включают заранее заданные идентификаторы PR подставок и заранее заданные идентификаторы РТ пробирок, представляющие соответствие между человеческим биологическим материалом в пробирке 10 и подставкой 20, в которой установлена эта пробирка.
ID
ID
Заранее заданные идентификаторы PR и РТ указывают на совместимость между пробирками 10 и подставкой 20.
ID
ID
Другими словами, заранее заданные идентификаторы РТ указывают пробирки, которые могут помещаться в подставки с заранее заданными идентификаторами PR.
ID
Другими словами, подразумевается, что процессорный блок 60 связывается, обычно через последовательное соединение или сетевое соединение, с внешней вычислительной системой (IT), которая предоставляет информацию об идентификаторах Т пробирок.
ID
ID
Процессорный блок 60 будет поддерживать два потока обработки данных: чтение идентификаторов Т пробирок и передачу во внешнюю вычислительную систему (IT) запроса на загрузку информации относительно требуемого идентификатора Т.
ID
В другом варианте внешняя вычислительная система (IT) передает информацию, связанную с Т, при ее наличии.
ID
На базе такой информации (минимальный набор данных - это Т и запрошенный анализ для этой пробирки) процессорный блок 60 способен вычислить возможные позиции (типы подставок) для установки пробирки, при этом обеспечивая последующие этапы обработки, такие как дальнейшее исследование содержащегося в ней материала (пробы).
В варианте осуществления в режиме онлайн средства 70 индикации также работают на этапе помещения пробирок 10 в подставку 20.
Процессорный блок 60 конфигурирован для передачи позиций P в подставке в осветительные средства 71 для освещения. Например, горящий зеленый свет означает точную установку подставки и идентифицированную пробирку, красный свет означает неопределенную пробирку или подставку/пробирку в неправильной позиции, желтый свет означает оповещение о неустановленной проблеме.
X
Y
В другом варианте процессорный блок 60 конфигурирован для передачи позиций P в подставке в осветительные средства 71 посредством освещения позиций P и P в начале ряда/столбца нужной позиции P.
В этом случае, даже если средства 70 индикации указывают позиции в подставке 20, когда отверстия в нижней части подставки отсутствуют, позиция P в подставке определяется визуально.
В обоих вариантах осуществления (онлайн и оффлайн) система управления подставками и пробирками включает дисплей 80, связанный с камерой 40.
Дисплей 80 конфигурирован для отображения подставки 20 и пробирок 10, обнаруженных камерой 40 на несущем основании.
Другими словами, дисплей 80 показывает подставку 20 и пробирки 10 в этой подставке.
i
В частности, дисплей 80 показывает подставку 20 и позиции P пробирок в этой подставке 20, которые представляют позицию в подставке 20, куда оператор фактически поместил пробирку 10.
Согласно настоящему изобретению система включает средства 70 индикации, которые конфигурированы для указания позиций P пробирок.
С этой целью процессорный блок 60 включает третий модуль 67 отображения, который конфигурирован для отображения средств 70 индикации на позиции P пробирок.
Средства 70 индикации конфигурированы для указания по меньшей мере одной разрешенной позиции P для помещения считанной пробирки 10, подлежащей установке в считанную подставку 20.
Предпочтительно подставка 20 имеет прямоугольную поверхность, и индексы X и Y относятся соответственно к ряду и столбцу позиции P в подставке для помещения пробирки.
i
Средства 70 индикации могут указывать множество разрешенных позиций P для помещения пробирки.
Кроме того, в предпочтительном варианте включается зеленый свет 39 на несущем основании 30, предпочтительно на раме 33 несущего основания, если пробирка была установлена в правильную позицию P.
В противном случае обеспечивается исправление ошибки в зависимости от настройки системы.
В таком случае в предпочтительном варианте включается красный цвет 38 на несущем основании 30, предпочтительно на раме 33 несущего основания.
Другими словами, обнаружение подставки 20 и пробирки 10, выполняемое камерой 40, последующее считывание идентификаторов, выполняемое считывающим устройством 50, и проверка соответствия идентификаторов подставки и пробирок, выполняемая сравнивающим модулем 66, обеспечивают подтверждение того, что пробирка 10 установлена оператором в правильную разрешенную позицию P в подставке 20.
Система для управления положением подставок и пробирок согласно настоящему изобретению обеспечивает также возможность извлечения конкретной пробирки 10 или группы пробирок 10 из подставки 20 в зависимости от типа пробирок 10 или в связи с анализами или конкретными операциями, которые требуется выполнить.
Согласно настоящему изобретению система для управления положением подставок и пробирок включает интерфейс 81 извлечения, предпочтительно на дисплее 80, при этом интерфейс 81 извлечения конфигурирован для приема запроса R о типе пробирок 10, подлежащих извлечению.
В таком случае средства 70 индикации конфигурированы для указания позиций P пробирок в зависимости от запроса R, полученного интерфейсом 81 извлечения. В предпочтительном варианте интерфейс 81 извлечения обеспечивает удобный визуальный пользовательский интерфейс, и оператор может выбирать пробирки 10, которые ему требуется извлечь.
В таком случае средства 70 индикации конфигурированы для указания позиций P пробирок 10 в подставке 20 в зависимости от запроса R, принятого интерфейсом 81 извлечения.
В первом варианте осуществления средства 70 индикации (Фиг. 2a) обеспечиваются в несущем основании 30.
Согласно настоящему изобретению несущее основание 30 включает нижнюю опору 31 (Фиг. 2), которую конфигурируют для размещения средств 70 индикации, и верхнюю поверхность 32 (Фиг. 1), установленную на нижней опоре 31 и сконфигурированную для хранения подставок 20.
Верхнюю поверхность 32 можно также назвать рабочей областью системы.
Верхняя поверхность 32 окружена рамой 33.
Средства 70 индикации включает осветительное устройство 71, предпочтительно светодиоды.
В этом случае средства 70 индикации показывают позиции в подставке 20, когда нижняя часть подставки включает отверстие для каждой ячейки подставки (позиции пробирки). При этом свет, излучаемый осветительными средствами 71, проходит сквозь подставку и указывает позиции P в подставке в зависимости от запроса R, полученного интерфейсом 81 извлечения.
Оператор помещает пробирки 10 в позиции P в подставке, освещенные осветительными средствами 71.
На Фиг. 1 показана верхняя поверхность 32, при этом нижняя опора 31 скрыта.
На Фиг. 2a, 2b и 2c показаны три примера первого варианта осуществления. На этих чертежах верхняя поверхность 32 удалена, чтобы более ясно показать конфигурацию нижней опоры 31.
В первом примере на Фиг. 2a осветительные средства 71 включают множество отдельных светодиодов 72, независимо установленных на нижней опоре 31 под всей площадью верхней поверхности 32.
Технический эффект такого решения заключается в том, что монтаж или демонтаж любого светодиода 72 может быть выполнен независимо от остальных.
Во втором примере на Фиг. 2b осветительное устройство 71 включает множество светодиодных модулей 73, каждый из которых включает множество отдельных светодиодов 72.
Светодиодные модули 73 монтируются на нижней опоре 31 под всей площадью верхней поверхности 32.
При таком решении снижаются затраты по сравнению с первым вариантом.
В третьем примере, показанном на Фиг. 2c, осветительные средства 71 включают по меньшей мере одну светодиодную ленту 74, в свою очередь включающую множество отдельных светодиодов 72.
Светодиодная лента 74 монтируется на нижней опоре 31 и может перемещаться под верхней поверхностью 32 так, чтобы указывать различные позиции пробирок 10 в подставке 20.
В предпочтительном варианте светодиодная лента 74 покрывает часть площади нижней опоры 31, и ее конфигурируют для скольжения от первой стороны до противоположной стороны нижней опоры, например, в направлении, показанном стрелками на Фиг. 2c.
В предпочтительном варианте светодиодные ленты 74 остаются в первой позиции P1, которая находится в области нижней опоры 31, не закрываемой верхней поверхностью 32.
Первая позиция P1 соответствует неактивному состоянию отдельных светодиодов 72.
Предпочтительно первая позиция P1 находится под рамой 33 верхней поверхности 32.
Согласно настоящему изобретению светодиодные ленты 74 конфигурируют для скольжения из первой позиции P1 во вторую позицию P2, находящуюся под верхней поверхностью 32.
Вторая позиция P2 соответствует активному состоянию отдельных светодиодов 74 и позициям P, зависящим от запроса R.
В активном состоянии светодиодные ленты 74 конфигурированы для скольжения из первой позиции P1 во вторую позицию P2, чтобы указывать различные позиции пробирок 10 в подставке 20 в зависимости от запроса R, принятого интерфейсом 81 извлечения.
ID
ID
В другом варианте или дополнительно светодиодные ленты 74 конфигурированы для скольжения из первой позиции P1 во вторую позицию P2, чтобы указывать различные позиции пробирок 10 в подставке 20 в зависимости от идентификаторов подставки R и пробирок Т, считанных считывающим устройством 50.
Во втором варианте осуществления средства 70 индикации обеспечиваются на дисплее 80.
В этом случае средства 70 индикации показывают позиции в подставке 20, когда отсутствуют отверстия в нижней части подставки.
В этом варианте свет, излучаемый осветительными средствами 71, не может проходить сквозь подставку и указывать позиции P в подставке.
Средства 70 индикации включают средства 82 визуального выделения, которые конфигурированы для визуального выделения на дисплее 80 пробирок 10 в подставке 20 в зависимости от запроса R.
В варианте осуществления онлайн средства 70 индикации работают также на этапе размещения пробирок 10 в подставке 20.
Оператор помещает пробирки 10 в позиции P в подставке, выделенные средствами 82 визуального выделения.
ID
ID
В другом варианте или дополнительно средства 82 визуального выделения конфигурированы для выделения на дисплее 80 пробирок 10 в подставке 20 в зависимости от идентификаторов подставки R и пробирок Т, считанных считывающим устройством 50.
Система согласно настоящему изобретению обеспечивает следующие преимущества.
Система имеет простую конструкцию и представляет альтернативу сложным системам.
Система уменьшена в размере и проста в использовании.
Система является экономически эффективной по сравнению с существующими системами.
Система может работать в режиме онлайн и оффлайн.
В обоих вариантах осуществления система может работать с подставками любого типа.
В варианте осуществления в режиме онлайн отображение подставки может выполняться вспомогательной удаленной системой. Подставка может быть уже заполнена пробирками 10 ранее работавшей автоматизированной системы или другим оборудованием (устройством, которое обрабатывает пробирки для получения результатов анализов).
Подставки могут размещаться на несущей поверхности в свободном порядке, при этом обеспечивается их распознавание.
Система определяет пробирки в подставке в случае, если нижняя часть подставки включает отверстие для каждой ячейки (позиции пробирки), а также когда отверстия отсутствуют.
В первом случае идентификация обнаруженных пробирок производится посредством света, во втором случае - путем отображения на дисплее.
Множество процессорных блоков может быть связано в сеть с целью создания комплексного подхода к использованию данной системы.
Система быстро распознает оператора посредством сканирования отпечатка его пальца.