CN102713607A - 用以在样本吸出和分配期间的探针缩回时确定凝块带出条件的方法、系统和设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种确定来自包含样本流体的样本容器的凝块带出的条件的方法。在流体样本（例如血液）的吸出期间，使用诸如电容传感器的液位传感器（levelsensor）来测量上升和下降液位读数。可以将上升和下降液位读数之间的差与预定门限相比较。从而可以检测非理想条件，诸如其中凝块在探针的外表面上被带出样本容器的凝块带出条件。正如其它方面，提供了用于执行该方法的系统和设备。

Description

用以在样本吸出和分配期间的探针缩回时确定凝块带出条件的方法、系统和设备

相关申请

本申请要求2010年1月22日提交的题为“Methods, Systems, and Apparatus to Determine A Clot Carryout Condition Upon Probe Retraction During Sample Aspiration and Dispensing”的美国临时申请序号61/297,379的优先权，其公开被整体地通过引用结合到本文中。

技术领域

本发明一般地涉及用于在临床分析仪中在样本的吸出（aspiration）和分配(dispensing)期间确定凝块的存在的方法、系统和设备。

背景技术

在在临床实验室内进行测试以测量从病人获得的诸如全血、血清、血浆等体液的各种化学组分时，自动化临床分析仪可以减少执行分析所需的受培训技工的数目，改善了测试的准确性，并降低了每次测试的成本。

通常，自动化分析仪包括自动化样本流体吸出和分配系统，其适合于从一个样本容器吸出体液的样本并将体液样本分配到另一反应容器中（例如透明小容器）。样本体液吸出和分配系统通常包括安装在可移动臂上以执行吸出和分配功能的吸液管（另外称为“样本探针”）。

可以将对于要执行的测试而言特定的一个或多个化学试剂设置到反应容器中，从而将体液样本与化学试剂混合。通过检验从将体液样本和一个（或多个）试剂混合得到的反应产物，自动化分析仪可以确定包含在其中的特定化学组分的浓度。在测试完成时，自动化分析仪可以存储或打印测试的结果。

在吸出操作期间，可以在机器人控制器的控制下的可移动臂可以将样本探针定位于样本容器之上，并使探针下降到容器中，直至探针被部分地浸没在容器中的体液样本中。然后激活泵或其它吸出设备以将体液样本的一部分从样本容器吸取（吸出）到探针中。然后使探针从样本容器上升（缩回），使得可以将体液样本转移至反应容器以进行测试。在上升步骤期间，有时，可以凝结流体（凝块，诸如纤维蛋白凝块）可能被拉出（带出）探针上的样本流体。由探针带出的这些类型的凝块可能是尺寸相当大的。在某些情况下，凝块可能从探针掉落，并且这可能污染分析仪、分析仪周围的区域和/或可能影响被测试的样本（或者甚至其它样本）的测试结果。因此，本发明人认识到需要在探针上升期间确定凝块带出的此类发生，使得可以避免上述问题。

发明内容

本发明提供了一种用于在样本流体的吸出和分配期间检测凝块的方法。该方法包括使样本探针下降到包含样本流体的样本容器中，在下降期间测量第一液位读数（first level reading），使样本探针上升，在上升期间测量第二液位读数，并基于第一液位读数和第二液位读数来确定凝块带出条件。

根据另一方面，本发明提供了一种用于在样本流体的吸出和分配期间检测凝块的方法。该方法包括使样本探针下降到包含样本流体的样本容器中，在下降期间测量第一电容读数，使样本探针上升，在上升期间测量第二电容读数，并基于第一和第二电容读数来确定凝块带出条件。

根据另一方面，本发明提供了一种用于在样本流体的吸出和分配期间检测凝块的方法。该方法包括提供样本探针，使样本探针下降到包含一定体积的样本流体的样本容器中，随着探针首次接触样本流体的表面而在下降期间测量第一电容读数，将样本流体中的至少某些吸入样本探针中，确定样本探针的内部通道内的凝块条件的存在，使样本探针上升，在上升期间测量第二电容读数，并基于第一电容读数和第二电容读数之间的差来确定凝块带出条件的存在，其中，该凝块带出条件是其中在样本探针的外表面上带出凝块。

根据另一方面，本发明提供了一种吸出和分配系统。该系统包括样本探针、适合于使样本探针下降到包含在样本容器中的一定体积的样本流体中并使样本探针从该样本流体上升出来的机器人组件、适合于将样本流体吸入样本探针的内部通道中的吸出器、适合于在下降期间测量下降液位（descending liquid level）并在上升期间测量上升液位(ascending liquid level)的液位感测（level sensing）以及适合于基于下降和上升液位来确定凝块带出条件的存在的凝块带出检测，其中，所述凝块带出条件是其中在样本探针的外表面上带出凝块。

根据另一方面，本发明提供了一种吸出和分配设备。该吸出和分配设备包括包含传感器的样本探针，和被耦合到该传感器的控制器，该控制器适合于记录由传感器在下降期间感测的下降液位、记录由传感器在上升期间感测的上升液位并基于下降和上升液位来确定凝块带出条件的存在，其中，该凝块带出条件是其中在样本探针的外表面上带出凝块。

通过举例说明许多示例性实施例和实施方式，包括预期用于执行本发明的最佳模式，根据以下详细描述，可以容易地清楚本发明的又其它方面、特征和优点。本发明还能够具有其它和不同实施例，并且可以在各种方面修改其多个细节，全部是在不脱离本发明的精神和范围的情况下。因此，应将附图和描述视为本质上是说明性而非限制性的。附图不一定按比例描绘。本发明将涵盖落在本发明的精神和范围内的所有修改、等价物和替换。

附图说明

通过参考结合附图进行的详细描述，将更好地理解本发明。

图1是根据本发明的吸出和分配系统的示意图。

图2是举例说明根据本发明的实施例的方法的流程图。

图3是举例说明根据本发明的实施例的方法的另一流程图。

具体实施方式

鉴于前述困难，存在降低用于将已粘着到样本探针外面或另外伸出样本探针的凝块带出样本容器的倾向的未满足的需要。为了解决此需要，根据本发明的方面的实施例提供了在缩回时（探针从样本容器上升出来）检测凝块带出条件的存在的方法。该方法包括液位检测功能，其检测下降液位和上升液位。可以使用这些液位之间的差来确定凝块带出条件的存在。特别地，可以使用在预定门限值以上的差来用信号通知凝块带出条件的存在。

在某些实施例中，可以使用电容读数来确定下降和上升液位。然而，可以将任何液位检测方法用于本发明。在某些实施例中，可以与本发明的凝块带出检测方法相结合地使用常规凝块检测。以这种方式，如果用常规凝块检测方法来检测小的凝块，则可以安全地执行探针和样本到排出管（drain）的移动，如果本方法的凝块带出检测确定不存在凝块带出条件，则不担心污染分析仪或周围环境。

在本文中将参考图1～3来描述本发明的这些及其它方面和特征。

参考图1，举例说明了吸出和分配系统100。吸出和分配系统100包括用于执行样本探针104的运动的任何适当的一个（或多个）移动组件102。移动组件102可以包括机器人组件105（例如机器人臂），可以将样本探针104安装到该机器人组件。例如，机器人组件105可以绕着固定轴摆动以提供水平运动能力。此外，可以由可以被耦合到探针104的一个（或多个）可移动组件102的线性致动器106来赋予样本探针104沿着垂直轴的垂直运动。

可以由控制器110的垂直位置控制器108对线性致动器106进行致动。致动器106可以可操作用于使样本探针104下降到包含一定体积的样本流体114的样本容器112中并使样本探针104从样本容器112上升出来，所述样本流体114中的至少某些将被测试。特别地，可以沿着由箭头116（使探针104下降）和箭头118（探针104的上升或缩回）所指示的方向对样本探针104进行致动。

另外，一个（或多个）移动组件102可以包括旋转致动器120，其可以被控制器110的旋转位置控制器122控制以使一个（或多个）移动组件102和样本探针104沿着水平方向（例如弓形路径）从样本容器112之上的位置旋转至在反应容器124（例如透明小容器）之上的位置。可以使用用于赋予垂直运动的其它类型的组件。例如，旋转致动器120还可以包括垂直运动能力。同样地，可以采用构台系统（gantry system），其中，可以将探针104附着于可沿着垂直和水平方向移动的构台的横梁。

可以诸如用空心管或导管的一部分将诸如泵的吸出器126耦合到样本探针104以允许将适当量的样本流体114吸入样本探针104的内部通道104C以进行测试。吸出器126还可以具有其它功能，诸如吸出和分配试剂和/或稀释材料，并且还可以分配漂洗流体。控制器110的吸出控制器127可以适合于且可操作用于控制压力水平以便将期望的量的样本流体114吸入探针104中，并且还控制由吸出和分配系统100执行的分配操作。吸出器126可以包括适当的一个（或多个）压力传感器、一个（或多个）阀、一个（或多个）蓄电池或其它气动或液压组件（未示出）以实现流体吸取动作。可以使用用于将流体吸入探针104中的任何适当设备。例如，在美国专利号7,634,378；7,477,997；和7,150,190中描述了可以用于本发明的吸出和分配系统，其被通过引用结合到本文中。

通常，样本探针104包括探针主体104A和探针尖端104B。尖端104B可以是一次性的并被可移动地耦合到探针主体104A。可以在附近存储尖端104B的供应，在那里，其可以在被机器人组件102移动时被探针主体104A接近。然而，在某些应用中，可以使用被永久地固定于探针主体104A的非一次性尖端。在这种情况下，可以将洗涤和漂洗站定位于机器人组件102可达到的范围内。探针104包括样本流体114的至少一部分被吸入其中的内部通道104C。

在某些实施例中，吸出和分配系统100可以包括附加组件/系统，诸如适合于感测探针104的通道104C内的凝块的存在的凝块检测125。例如，可以感测（如由被耦合到探针通道104C（未示出）的压力传感器测量的）压力以确定凝块的存在，诸如在美国专利号7,477,997中所述，其被通过引用结合到本文中。可以使用任何常规凝块检测方法。

在操作中，在吸出期间，一个（或多个）机器人组件102对样本探针104进行定位，探针尖端104B被附着在样本容器112之上并使样本探针104沿着下降方向116以预定速率下降。通过线性致动器106在垂直位置控制器108的控制下的动作、直至探针104到达其中的样本流体114的表面来产生到容器112中的下降。当探针104碰触流体表面时，可以由电容检测电路提供的液位感测129确定已到达样本114的表面。例如，电容检测电路可以通过检测测量电容的初始阶跃变化来检测表面，其在门限值以上。一旦检测到流体表面，则垂直位置控制器108将首次接触表面时的样本探针104的垂直位置记录为如线128所示的“下降液位”。垂直位置控制器108可以控制线性致动器106以使下降沿着方向116继续至预定液位130（用下面的点线示出），其在下降液位128以下。在例如US 7,150,190中描述了电容液位测量，其被通过引用结合到本文中。可以采用其它类型的液位检测。

现在可以经由吸出控制器127来操作吸出器126以将预定义体积的流体样本114吸出到样本探针104的内部通道104C。随着泵126被操作，样本容器114中的样本流体114的液位被拉下，即下降。当在样本探针104内已接收到期望量的样本流体114时，如吸出控制器127所测量的，可以使泵126停止，使得不发生样本流体114的进一步吸出。

在期望体积的样本流体114已被吸出到探针104中之后，使样本探针104沿着箭头118上升以使探针104从样本容器112缩回，使得可以将样本114的一部分转移至反应容器124。随着探针沿着方向118上升，液位感测129再次地可以感测在预定门限水平以上的电容的阶跃变化。当检测到时，可以将此第二阶跃变化记录为“上升液位”并指定为132（上面的点线）。

当然，在不存在凝块带出条件的情况下，即凝块到探针的外表面的粘附或另外从探针104的通道104C伸出，第二液位132可以是大致可确定的。在不存在凝块被携带的情况下，该液位是基于初始液位、随着样本探针104被浸没到流体中流体移动至期望深度的体积以及基于知道压力和探针104的精确尺寸从样本容器112吸出的流体的体积。然而，表面张力效应将促使上升液位被测量为略高于粗略计算将指示的，因为样本流体114经由表面张力而粘附于或附着于探针104的表面。然而，针对未凝结样本，可以以实验方式来确定上升液位132并在如在本文中将描述的方法中使用。例如，可以通过对被已知没有凝块带出条件的许多吸出求平均来以实验方式确定平均上升液位。

如果凝块检测125检测到指示在内部通道104C内的吸出样本中的凝块的可能或或许存在的条件，则可以进一步利用下降液位128和上升液位132的记录值。可以使用液位128、132来确定凝块是否正在被探针104带出样本容器（以确定“凝块带出条件”）。可以用诸如在美国专利号7,867,769、7,634,378；7,477,997；6,119,533；6,060,320；和6,022,747中描述的任何适当方法来实现凝块检测125。

根据本发明，由凝块带出检测134基于记录的下降液位128和记录的上升液位132来确定凝块带出条件的存在。特别地，可以基于记录的下降液位128和记录的上升液位132之间的差来确定凝块带出条件的存在。如果该差在预定门限值以上（大于预定门限值），则凝块带出检测134可以确定存在凝块带出条件，即一定质量的凝结样本材料（例如纤维蛋白凝块）可能被粘附于或另外连接到样本探针104或从样本探针104悬垂。因此，在确定了凝块带出条件存在时，可以由垂直和旋转控制器108、122来承担修正措施。例如，垂直和旋转控制器108、122可以简单地使探针104的任何进一步运动停顿或停止。这可以允许适当的补救措施（如下文所讨论的）发生。可以将下降和上升液位128、132之间的预定差设置为针对未凝结样本材料确定的下降液位与上升液位之间的预期差的约1.5或更多倍、约2或更多倍、约3或更多倍或者甚至4或更多倍。可以通过对没有明显凝结的情况下的下降和上升液位读数的一系列测试和确定求平均来以实验方式确定预期差值。

补救措施可以包括停止探针104沿方向118的进一步垂直运动、操作员干预、原地（在不移动的情况下）冲洗或漂洗，或初步冲洗或漂洗，后面是使探针104移动至冲洗区域或站，在那里可以实现附加的冲洗或漂洗步骤。在由凝块带出检测134检测到凝块带出条件时使探针104停止可以防止凝块永远离开样本容器112的范围（confine），或者如果凝块应从样本探针104掉落，则其可以直接落入样本容器112中。因此，通过利用本发明，可以可能避免临床分析仪、其周围环境和/或其它样本的污染情况和分析仪停机时间的情况。

现在参考图2，举例说明了本发明的广泛方法。方法200适合于在样本流体的吸出和分配期间检测凝块带出条件。根据实施例，方法200包括在202中使样本探针（例如样本探针104）下降至包含样本流体（例如样本流体114）的样本容器（例如样本容器112）中。这后面是在204中在下降期间测量第一液位（例如下降液位128）读数。在已经由吸出器（例如吸出器126）的动作吸出样本流体的适当尺寸的部分之后，可以在206中使样本探针上升，诸如在垂直位置控制器108的作用下（参见图1）。在208中，在上升期间测量第二液位读数（例如上升液位132）。最后，在210中，确定凝块带出条件的存在或不存在。根据实施例，可以基于第一和第二液位读数之间的差（例如下降液位128与上升液位132之间的差）来确定所述存在或不存在。特别地，如果该差在预定门限值以上，则确定凝块带出条件。因此，可以承担诸如上文所述的补救措施。如果未确定凝块带出条件，即该差在门限以下，则系统100（参见图1）可以继续向反应容器124（例如透明小容器）中分配样本流体以进行测试，后面是移动至在另一位置处的排出站，可能后面是冲洗和/或漂洗步骤。

依照本发明的某些实施例，提供了一种用于在样本流体的吸出和分配期间检测凝块的方法，其中，通过测量电容来实现液位感测。如图3所述，方法300可以包括在302中使样本探针（例如样本探针104）下降到包含样本流体（例如114）的样本容器（例如样本容器112）中，后面是在304中在下降期间测量第一电容读数。第一电容读数是由液位检测129在探针首次碰触样本流体112的表面时测量的电容跳跃确定的。在通过吸出器126和吸出控制器127的作用样本流体的适当部分的吸出之后，在306中，使样本探针104（参见图1）上升。在308中，由液位检测129在上升期间测量第二电容读数。第二液位是随着探针（或凝块）从样本流体的表面分离由另一电容跳跃确定的。在液位感测之后，在310中由凝块带出检测算法来确定凝块带出条件。如上所述，该凝块带出条件可以是基于第一和第二电容读数。特别地，可以测量在测量的电容水平之间的差。如果该差在预定门限值以上，则确定凝块带出条件，并且可以承担如上文所讨论的补救措施。

已经示出了优选实施例，本领域的技术人员将认识到可以有将仍在要求保护的本发明的范围和精神内的许多变体。因此，意图在于仅如权利要求的范围所指示地限制本发明。

Claims (20)

1.一种用于在样本流体的吸出和分配期间检测凝块的方法，包括：

使样本探针下降至包含样本流体的样本容器中；

在下降期间测量第一液位读数；、

使样本探针上升；

在上升期间测量第二液位读数；以及

基于第一液位读数和第二液位读数来确定凝块带出条件。

2.权利要求1的方法，其中，凝块带出条件的存在是基于第一液位读数与第二液位读数之间的差。

3.权利要求2的方法，其中，所述凝块带出条件的存在是基于该差大于预定门限值。

4.权利要求3的方法，其中，所述预定门限值是针对未凝结样本材料确定的下降液位与上升液位之间的预期差的1.5或更多倍。

5.权利要求3的方法，其中，在超过预定门限值时使样本探针的移动停止。

6.权利要求2的方法，还包括吸出样本流体的至少一部分并检测样本探针的内部通道中的凝块的存在的步骤。

7.一种用于在样本流体的吸出和分配期间检测凝块的方法，包括：

使样本探针下降至包含样本流体的样本容器中；

在下降期间测量第一电容读数；

使样本探针上升；

在上升期间测量第二电容读数；以及

基于第一和第二电容读数来确定凝块带出条件。

8.权利要求7的方法，其中，凝块带出条件的存在是基于第一和第二电容读数之间的差。

9.权利要求8的方法，其中，所述凝块带出条件的存在是基于该差大于预定门限值。

10.权利要求9的方法，其中，在超过预定门限值时使样本探针的移动停止。

11.权利要求7的方法，还包括吸出样本流体的至少一部分并检测样本探针的内部通道中的凝块的存在的步骤。

12.权利要求11的方法，其中，如果在样本探针的内部通道中检测到凝块，并且第一电容读数与第二电容读数之间的差在预定门限值以下，则不停止探针的移动。

13.一种用于在样本流体的吸出和分配期间检测凝块的方法，包括：

提供样本探针；

使样本探针下降至包含一定体积的样本流体的样本容器中；

随着探针首次接触样本流体的表面而在下降期间测量第一电容读数；

将样本流体中的至少某些吸入样本探针中；

确定样本探针的内部通道内的凝块条件的存在；

使样本探针上升；

在上升期间测量第二电容读数；以及

基于第一电容读数与第二电容读数之间的差来确定凝块带出条件的存在，其中，所述凝块带出条件是其中凝块在样本探针的外表面上被带出。

14.一种吸出和分配系统，包括：

样本探针；

机器人组件，其适合于使样本探针下降到包含在样本容器中的一定体积的样本流体中并使样本探针从那里上升出来；

吸出器，其适合于将样本流体吸入样本探针的内部通道中；

液位感测，其适合于在下降期间测量下降液位并在上升期间测量上升液位；以及

凝块带出检测，其适合于基于下降和上升液位来确定凝块带出条件的存在，其中，所述凝块带出条件是其中凝块在样本探针的外表面上被带出。

15.权利要求14的吸出和分配系统，还包括适合于确定凝块带出条件的存在的控制器。

16.权利要求15的吸出和分配系统，还包括适合于基于凝块带出条件的存在来控制机器人组件的位置的控制器。

17.权利要求15的吸出和分配系统，其中，所述控制器适合于执行凝块检测以确定样本探针的内部通道中的凝块的存在。

18.权利要求14的吸出和分配系统，其中，所述液位感测适合于测量电容变化。

19.权利要求14的吸出和分配系统，其中，所述凝块带出检测适合于基于下降和上升液位之间的差来确定凝块带出条件的存在。

20.一种吸出和分配设备，包括：

样本探针，其包括传感器；以及

控制器，其别耦合到所述传感器，该控制器适合于

记录由传感器在下降期间感测的下降液位，

记录由传感器在上升期间感测的上升液位；以及

基于下降和上升液位来确定凝块带出条件的存在，其中，该凝块带出条件是其中凝块在样本探针的外表面上被带出。

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