CN106586573A - 配置实验室自动化系统的方法、实验室样品分配系统和实验室自动化系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及配置实验室自动化系统的方法、实验室样品分配系统和实验室自动化系统。本发明涉及一种配置实验室自动化系统的方法，其中，自动检测实验室站的位置。本发明还涉及适于执行这样的方法的实验室样品分配系统以及实验室自动化系统。

Description

配置实验室自动化系统的方法、实验室样品分配系统和实验 室自动化系统
技术领域
本发明涉及一种配置实验室自动化系统的方法，所述实验室自动化系统包括实验室样品分配系统和至少一个实验室站。本发明还涉及实验室样品分配系统以及实验室自动化系统。
背景技术
已知的实验室样品分配系统通常被用在实验室自动化系统中，以便在不同的实验室站之间运输包含在样品容器中的样品。
文献WO 2013/064656 A1中公开了一种典型的实验室样品分配系统。这样的实验室样品分配系统提供了高通量和可靠的操作。
为了提供使用实验室样品分配系统将样品或样品容器输送到实验室站的可能性，实验室站通常与实验室样品分配系统的运输平面相邻放置。然而，已经认识到的是，实验室站必须被精确地放置在与运输平面相邻的特定位置处，以便提供样品或样品容器的可靠传递。由于样品分配系统的运输平面能够具有相当大的尺寸，因此这需要对大距离的精确计量，以便正确地定位实验室站。
发明内容
因此，本发明的一个目的在于提供一种允许更简单的配置的配置实验室自动化系统的方法。本发明的另一目的在于提供一种配置成执行这样的方法的实验室样品分配系统。本发明的另一目的在于提供一种实验室自动化系统，其包括这样的实验室样品分配系统或根据创造性方法来配置。
这通过根据权利要求1所述的方法、根据权利要求10所述的实验室样品分配系统、根据权利要求11所述的实验室自动化系统以及根据权利要求12所述的实验室自动化系统来解决。优选实施例例如能够由从属权利要求得到。
本发明涉及一种配置实验室自动化系统的方法。
所述实验室自动化系统包括实验室样品分配系统和至少一个实验室站，其中，所述实验室站具有一个或多个交接位置(handover position)。
所述交接位置通常是配置成在实验室站和运输平面之间传递样品或样品容器的位置，所述运输平面被定位成在实验室站旁边或与实验室站相邻。因此，交接位置是对于与实验室样品分配系统的相互作用而言相关的实验室站所固有的位置。
所述实验室样品分配系统包括适于承载一个或多个样品容器的若干样品容器载体，其中，每个样品容器载体包括至少一个磁致激活装置(magnetically active device)。它还包括适于支承样品容器载体的运输平面(transport plane)，以及若干电磁促动器。所述电磁促动器通常成行和列地布置在运输平面之下固定，并且适于通过对样品容器载体施加磁力而使样品容器载体在运输平面之上移动。
所述实验室样品分配系统还包括若干位置传感器，其通常均匀地分布在运输平面上，并且适于感测磁致激活装置所产生的磁场。它还包括控制装置，所述控制装置被配置成通过驱动电磁促动器来控制样品容器载体在运输平面之上的移动，使得样品容器载体沿相对应的运输路径移动。
实验室站与运输平面相邻放置。
所述方法包括以下步骤：
-将参考磁体放置成与实验室站在运输平面之上的交接位置处于指定位置关系(例如，将参考磁体精确地放置在实验室站的交接位置处)，其中，所述放置可以通过操作者手动执行或借助于专用装置自动执行，
-使用位置传感器来检测参考磁体在运输平面上的位置，以及
-基于所检测到的位置而将电磁促动器中的一个限定或确定为交接电磁促动器。
如果实验室站具有多个交接位置，则可以针对多个交接位置中的每一个重复上述步骤。
参考磁体例如可被实施为永磁体。替代性地或附加地，还能够使用电磁体。通过使用电磁体，能够通过打开和关闭电磁体来将位图案(pattern of bits)发送到实验室自动化系统。
可以光学可视化限定或确定的交接电磁促动器。例如，如果将位于透光(lighttransmitting)的运输平面之下的LED分配给电磁促动器，则可以激活分配给交接电磁促动器的LED。
基于检测到的位置而将电磁促动器中的一个确定为交接电磁促动器可以包括以下步骤：计算电磁促动器(中的每一个)和检测到的位置之间的距离；以及将与检测到的位置具有最小距离的电磁促动器确定为交接电磁促动器。
借助于该创造性方法，能够基于实验室站的实际位置来确定交接电磁促动器，而基本上无需手动干预。由于这个原因，不再需要将实验室站放置在与运输平面相邻的预定位置处。换言之，配置逻辑被反转。代替使实验室站相对于实验室样品分配系统对准，使实验室样品分配系统的交接电磁促动器相对于实验室站对准。实验室站在基本上任意位置处与运输平面相邻放置，其中，自动确定相关的交接位置，并且相应地选择交接电磁促动器。这显著减少了设置和配置实验室自动化系统所需的时间。
交接电磁促动器通常被配置或确定成使得样品容器或样品容器载体移动至交接电磁促动器，以便样品或样品容器在实验室站和运输平面之间传递。换言之，所述交接电磁促动器为基于实验室站在其实际位置处的交接位置而从多个电磁促动器中选出的电磁促动器。
样品容器通常被设计为由玻璃或透明塑料制成的管，并且通常在上端处具有开口。样品容器能够被用于包含、储存和运输例如血液样品或化学样品之类的样品。
所述运输平面也能够被表示为运输表面。运输平面支承样品容器载体，这也能够被表示为承载样品容器载体。
电磁促动器通常被构建为电磁体，其具有围绕铁磁芯的螺线管。可以给这些电磁促动器供能，以便提供能够用于移动或驱动样品容器载体的磁场。为了这个目的，每个样品容器载体中的所述至少一个磁致激活装置可以是永磁体。替代性地或附加地，还能够使用电磁体。
所述控制装置通常是微处理器、微控制器、现场可编程门阵列、标准计算机或类似的装置。在一个典型的实施例中，控制装置包括处理器装置和存储装置，其中，程序代码被存储在存储装置中，以便当在处理器装置上执行存储代码时控制处理器装置的行为。
样品容器载体通常适于在运输平面上沿两个维度移动。为了这个目的，电磁促动器可以在运输平面之下沿两个维度布置。电磁促动器可以按照具有行和列的网格或矩阵来布置，电磁促动器沿这些行和列布置。
根据一个实施例，参考磁体的位置以与样品容器载体的位置相同的方式来确定。例如，这允许使用相同的算法来确定参考磁体和样品容器载体的位置。应当理解的是，样品容器载体的位置检测是根据现有技术的实验室样品分配系统的典型功能。
根据一个实施例，参考磁体的位置通过所述控制装置来确定。这允许简单地集成位置确定。
根据一个实施例，参考磁体是实验室站的一部分。这能够提高精度并且简化操作。
根据一个实施例，参考磁体是通过实验室站的夹持装置来保持的位置确定装置的一部分。例如，所述位置确定装置能够是具有永磁体的笔形物体。特别地，所述位置确定装置能够与样品容器相似或相同地成形。这允许夹持装置为了位置确定的目的与样品容器相同或相似地操纵位置确定装置。
根据一个实施例，所述方法还包括如下步骤，即：在检测位置的步骤之前，执行使用夹持装置来将位置确定装置放置成处于指定的位置关系。例如，位置确定装置能够被储存在实验室站中或在工程师负责配置实验室自动化系统的情况下并且能够仅用于限定交接位置的情况。
根据一个实施例，检测位置的步骤在对控制装置的指示实验室站的最终放置的例如手动的输入之后执行。这能够为控制装置提供高度的确定性，即实验室站和相对应的参考磁体处于它们最终和正确的位置。
本发明还涉及一种实验室样品分配系统。
所述实验室样品分配系统包括适于承载一个或多个样品容器的若干样品容器载体，其中，每个样品容器载体包括至少一个磁致激活装置。
所述实验室样品分配系统还包括适于支承样品容器载体的运输平面。
所述实验室样品分配系统还包括布置在运输平面之下固定的若干电磁促动器，这些电磁促动器适于通过对样品容器载体施加磁性驱动或移动力而使样品容器载体在运输平面之上移动。
所述实验室样品分配系统还包括若干位置传感器，例如霍尔传感器，这些位置传感器分布在运输平面上，并且适于感测磁致激活装置所产生的磁场。
所述实验室样品分配系统还包括控制装置，所述控制装置被配置成通过驱动电磁促动器来控制样品容器载体在运输平面之上的移动，使得样品容器载体沿相对应的运输路径移动。
实验室样品分配系统的控制装置还被配置成执行根据本发明的方法。
所述控制装置能够被实施为微处理器、微控制器、计算机或其他可编程器件。例如，所述控制装置能够包括处理器装置和存储装置，其中，程序代码被存储在存储装置中，以便当通过处理器装置执行时，使所述控制装置执行如本文所述的方法。
所述控制装置能够适于激活电磁促动器，使得样品容器载体沿预先计算的路线同时且彼此独立地移动。
本发明还涉及一种实验室自动化系统。所述实验室自动化系统包括：根据本发明的实验室样品分配系统；以及至少一个实验室站。对于所述实验室样品分配系统，能够应用如本文所论述的所有实施例和变型。
本发明还涉及一种实验室自动化系统，其中，所述实验室自动化系统使用创造性方法来配置。对于所述创造性方法，能够应用如本文所论述的所有实施例和变型。
实验室站能够是预分析、分析和/或后分析(实验室)站。所述实验室样品分配系统能够适于在实验室站之间运输样品容器载体和/或样品容器。实验室站可以与实验室样品分配系统相邻布置。
预分析站可适于执行样品、样品容器和/或样品容器载体的任何类型的预处理。
分析站可适于使用样品或样品的一部分和试剂来产生测量信号，所述测量信号指示是否存在分析物，并且如果存在，则指示其浓度。
后分析站可适于执行样品、样品容器和/或样品容器载体的任何类型的后处理。
所述预分析站、分析站和/或后分析站可包括脱盖站、重加盖站、等分站、离心站、归档站、移液站、分拣站、管类型识别站、样品质量确定站、附加缓冲站、液位检测站以及密封/脱封站中的至少一个。
应当注意的是，在识别出交接电磁促动器之后，能够执行具有显著更高的空间分辨率的交接位置的进一步确定。
夹持装置能够被分配给具有运输平面和定位在所述运输平面之下的多个电磁促动器的实验室样品分配系统。交接位置可以被分配给交接电磁促动器。可以通过包括以下步骤的方法来执行夹持装置的交接位置的确定，即：借助于夹持装置来夹持位置确定装置，使得通过所述夹持装置固定地保持位置确定装置，其中，所述位置确定装置包括磁致激活装置，在通过所述夹持装置来保持时，所述磁致激活装置将位置确定装置定位在运输平面上(之上)，激活交接电磁促动器，使得它产生与磁致激活装置所产生的磁场相互作用的磁场，使得在位置确定装置上施加吸引力，从而在通过所述夹持装置来保持时，通过所述吸引力使位置确定装置移动至第一位置，检测所述第一位置，以及至少部分地基于所述第一位置来确定交接位置。
根据一个实施例，所述交接位置被确定为与所述第一位置相同。
根据一个实施例，确定交接位置包括如下步骤：每次从第一位置开始，至相应的中间位置，借助于所述夹持装置，使位置确定装置在运输平面上沿一组方向中的每一个方向移动达给定量的位移，在沿一个方向移动的每个步骤之后，在通过夹持装置来保持的同时，通过吸引力使位置确定装置移动至相应的另外的位置，检测每个相应的另外的位置，以及至少部分地基于所述相应的另外的位置来确定交接位置。
根据一个实施例，所述一组方向包括两个、三个或四个方向。
根据一个实施例，包含在所述一组方向中的所有方向在每两个圆形相邻(或循环相邻，circularly neighboring)的方向之间以相等的角度布置。
根据一个实施例，所述给定量的位移小于10mm，优选为小于5mm，进一步优选为小于3mm。
根据一个实施例，所述交接位置被确定为所述另外的位置所限定的多边形的中心。
根据一个实施例，交接电磁促动器在沿所述方向中的一个移动位置确定装置的每个步骤之前被停用，并且在该步骤之后被重新激活。
根据一个实施例，在被检测之后，第一位置和/或所述另外的位置在运输平面上通过平面坐标来表示。
根据一个实施例，执行借助于夹持装置在运输平面上定位位置确定装置的步骤，使得夹持装置被定位在交接电磁促动器之上或旁边。
根据一个实施例，手动地执行在通过夹持装置来保持的同时在运输平面上定位位置确定装置的步骤。
根据一个实施例，激活交接电磁促动器周围的电磁促动器，使得它们产生与磁致激活装置所产生的磁场相互作用的相应的磁场，使得至少在通过吸引力来移动位置确定装置的每个步骤期间，在位置确定装置上施加排斥力。
根据一个实施例，位置确定装置包括用于接触运输平面的若干辊子或滚珠轴承。
附图说明
将关于示意性地描绘了本发明的一个实施例的附图来详细地描述本发明。详细来说：
图1示出了根据本发明的实验室自动化系统。
具体实施方式
图1示出了根据本发明的实验室自动化系统10。
实验室自动化系统10包括实验室站20和实验室样品分配系统100。应当注意的是，仅示例性地示出了实验室站20，并且典型的实验室自动化系统包括多个实验室站20。
实验室样品分配系统100包括运输平面110。在运输平面110上，样品容器载体140能够移动。样品容器载体140承载样品容器145，所述样品容器145被实施为典型的实验室样品管。应当注意的是，典型的实验室样品分配系统100包括多个样品容器载体140，并且图1中仅示例性地示出了单一的样品容器载体140。
每个样品容器载体140包括形式为永磁体的磁致激活装置。永磁体在图1中是不可见的，这是因为它位于样品容器载体140内。
在运输平面110之下，布置有多个电磁促动器120。电磁促动器120被实施为螺线管。每个电磁促动器120包括相关联的铁磁芯125。电磁促动器120适于产生磁场，所述磁场用于使样品容器载体140在运输平面110之上移动。
实验室样品分配系统100包括多个位置传感器130。位置传感器130被分布在运输平面110上。位置传感器130被实施为霍尔传感器(Hall sensor)，并且能够测量样品容器载体140的永磁体所产生的磁场。
电磁促动器120和位置传感器130二者都被电连接到控制装置150。控制装置150被配置成驱动电磁促动器120，使得它们产生适当的磁场，以便使样品容器载体140沿相对应的运输路径在运输平面之上移动。借助于位置传感器130，控制装置150监测样品容器载体140的实际位置。
实验室站20被定位成与运输平面110相邻。实验室站20包括夹持装置22。夹持装置22通常被用于样品容器145在实验室站20和运输平面110之间的传递。在图1中所示的状态下，夹持装置22保持位置确定装置24。位置确定装置24的当前位置限定了实验室站20的交接位置。
位置确定装置24包括形式为永磁体的磁致激活装置。所述永磁体用作参考磁体，并且能够以与样品容器载体140的永磁体相同的方式被位置传感器130感测。因此，控制装置150也知道位置确定装置24中所包含的参考磁体的位置。
在实验室站20已与运输平面110相邻放置之后，实验室自动化系统10能够被配置如下。
保持包括参考磁体的位置确定装置24的夹持装置22被放置在实验室站20在运输平面110之上的期望的交接位置处。
控制装置150包括按钮152。当实验室站20已到达其与运输平面110相邻的最终位置时，操作者按压按钮152。
在控制装置150检测到按钮152被按压之后，控制装置150开始实验室自动化系统10的校准。如果参考磁体被实施为电磁体，则当按钮152被按压时，可给所述电磁体供能。
首先，控制装置150使用位置传感器130来检测参考磁体的位置。在所描绘的实施例中，控制装置150检测到位置确定装置24(或位置确定装置24的参考磁体)位于电磁促动器120中特定的一个之上。因此，控制装置150将该特定的电磁促动器确定为交接电磁促动器122。在参考磁体未被精确地放置在电磁促动器120中的一个之上的情况下，交接电磁促动器122可被限定为与参考磁体具有最小距离的电磁促动器。
如果实验室站20被放置在与运输平面110相邻的另一位置处，则控制装置150将相应地确定另一交接电磁促动器。这消除了将实验室站20放置在预定位置处的需要。
如果要将通过样品容器载体140承载的样品或样品容器145传递至实验室站20，则控制装置150使样品容器载体140移动至该交接电磁促动器122。相应地，使用交接电磁促动器122从实验室站20传递样品或样品容器145。

Claims (12)

1.配置实验室自动化系统(10)的方法，
-所述实验室自动化系统(10)包括实验室样品分配系统(100)和至少一个实验室站(20)，其中，所述实验室站(20)具有交接位置，
-所述实验室样品分配系统(100)包括：
-多个样品容器载体(140)，其适于承载一个或多个样品容器(145)，其中，每个样品容器载体(140)包括至少一个磁致激活装置，
-运输平面(110)，其适于支承所述样品容器载体(140)，
-多个电磁促动器(120)，其布置在所述运输平面(110)之下固定，所述电磁促动器(120)适于通过对样品容器载体(140)施加磁力而使所述样品容器载体(140)在所述运输平面(110)之上移动，
-多个位置传感器(130)，其分布在所述运输平面(110)上，并且适于感测所述磁致激活装置所产生的磁场，以及
-控制装置(150)，其被配置成通过驱动所述电磁促动器(120)来控制所述样品容器载体(140)在所述运输平面(110)之上的移动，使得所述样品容器载体(140)沿相对应的运输路径移动，
-其中，所述实验室站(20)与所述运输平面(110)相邻放置，
其中，所述方法包括以下步骤：
-将参考磁体放置成与所述实验室站(20)在所述运输平面(110)之上的交接位置处于指定位置关系，
-使用所述位置传感器(130)来检测所述参考磁体在所述运输平面(110)上的位置，以及
-基于所检测到的位置而将所述电磁促动器(120)中的一个确定为交接电磁促动器(122)。
2.根据权利要求1所述的方法，
-其特征在于，所述参考磁体的位置与所述样品容器载体(140)的位置按照相同的方式来确定。
3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，
-其特征在于，所述参考磁体的位置通过所述控制装置(150)来确定。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，
-其特征在于，所述参考磁体是所述实验室站(20)的一部分。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，
-其特征在于，所述参考磁体是通过所述实验室站(20)的夹持装置(22)来保持的位置确定装置(24)的一部分。
6.根据权利要求5所述的方法，还包括如下步骤：
-在检测所述位置的步骤之前，执行使用所述夹持装置(22)来将所述位置确定装置(24)放置成处于所述指定位置关系。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，
-其特征在于，检测所述位置的步骤在对所述控制装置(150)的指示所述实验室站(20)的最终放置的输入之后执行。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，
-其特征在于，所述交接位置是配置成在所述实验室站(20)和所述运输平面(110)之间传递样品或样品容器(145)的位置。
9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，
-其特征在于，所述交接电磁促动器(122)被配置成使得样品容器(145)或样品容器载体(140)移动至所述交接电磁促动器(122)，以便样品或样品容器(145)在所述实验室站(20)和所述运输平面(110)之间传递。
10.实验室样品分配系统(100)，包括：
-多个样品容器载体(140)，其适于承载一个或多个样品容器(145)，其中，每个样品容器载体(140)包括至少一个磁致激活装置，
-运输平面(110)，其适于支承所述样品容器载体(140)，
-多个电磁促动器(120)，其布置在所述运输平面(110)之下固定，所述电磁促动器(120)适于通过对样品容器载体(140)施加磁力而使所述样品容器载体(140)在所述运输平面(110)之上移动，
-多个位置传感器(130)，其分布在所述运输平面(110)上，并且适于感测所述磁致激活装置所产生的磁场，以及
-控制装置(150)，其被配置成通过驱动所述电磁促动器(120)来控制所述样品容器载体(140)在所述运输平面(110)之上的移动，使得所述样品容器载体(140)沿相对应的运输路径移动，
其特征在于，
-所述控制装置(150)被配置成执行根据前述权利要求中任一项所述的方法。
11.包括根据权利要求10所述的实验室样品分配系统(100)和至少一个实验室站(20)的实验室自动化系统(10)。
12.实验室自动化系统(10)，其特征在于，所述实验室自动化系统(10)使用根据权利要求1至9中任一项所述的方法来配置。
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