CN110291404A - 生物分析系统 - Google Patents

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CN110291404A CN201880006690.8A CN201880006690A CN110291404A CN 110291404 A CN110291404 A CN 110291404A CN 201880006690 A CN201880006690 A CN 201880006690A CN 110291404 A CN110291404 A CN 110291404A
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Abstract

一种生物分析系统，其包括至少两个生物分析装置(4、6、8)，所述生物分析装置(4、6、8)通过限定闭合回路的传送装置(10)连接到彼此，每个生物分析装置(4、6、8)包括用于管(22)的架子(20)的至少一个入口(14、16、18)和一个出口(24、26、28)，以及用于与传送装置(10)交换管(22)的架子(20)的至少一个交换区域，该交换区域与入口(14、16、18)和出口(24、26、28)不同。至少两个生物分析装置(4、6、8)的入口(14、16、18)各自形成生物分析系统的用于管(22)的架子(20)的入口，并且至少两个生物分析装置(4、6、8)的出口(24、26、28)各自形成生物分析系统的用于管(22)的架子(20)的出口。生物分析系统(2)还包括控制器(12)，该控制器(12)设计成根据要在该架子(20)中的管(22)上执行的操作和/或根据生物分析装置(4、6、8)的相应工作负荷状态来命令经由传送装置(10)将接收在生物分析系统(2)中的管(22)的架子(20)传送到另一生物分析装置(4、6、8)。

Description

生物分析系统
技术领域
本发明涉及生物分析领域及其自动化。
背景技术
在生物分析实验室中，对样本流动的最佳管理已成为关键因素。这是因为实验室越大，优化对被分析的生物样本流动的管理就变得越复杂和有必要。存在需要考虑的两个特别重要的标准：样本处理时间，以及每次动作强加于实验室工作人员的工作量。
为了根据这些标准来改善性能，已经开发了生物分析系统，所述生物分析系统基于经由用于输送保持样本管的架子的器件将多个生物分析装置彼此连通的原理。通过传送器件组合若干个装置允许更好地管理故障、有问题的情况，并允许实现某些流动管理策略。
这些系统通常包括用于保持架子的入口，将入口处的架子分配到与其连接的装置之一的传送器件，以及用于已经被分析的架子的出口。某些系统可以包括入口处和/或出口处的缓冲区，并且可以采用流动管理算法。
然而，这些系统在它们的流动管理方面和在表征它们的体积方面都可以得到改进。
发明内容
本发明设法改善这种情况。为此目的，本发明提出一种生物分析系统，其包括至少两个生物分析装置，所述生物分析装置通过限定闭合回路的传送装置(conveyor)连接到彼此，每个生物分析装置包括用于管的架子的至少一个入口和一个出口，以及用于与传送装置交换管的架子的至少一个交换区域，该交换区域与入口和出口不同。
至少两个生物分析装置的入口各自形成生物分析系统的用于管的架子的入口，并且至少两个生物分析装置的出口各自形成生物分析系统的用于管的架子的出口，生物分析系统还包括控制器，该控制器设计成根据要在该架子中的管上执行的操作和/或根据生物分析装置的相应工作负荷状态来命令经由传送装置将接收在生物分析系统中的管的架子传送到另一生物分析装置。
该生物分析系统是特别有利的，因为它允许在紧凑性方面获得收益，系统的入口和出口由组成该系统的装置的入口和出口实现。此外，对于系统而言具有若干个入口和若干个出口使得可以实施流动管理策略，其允许实验室工作人员的工作量被优化并且使得可以获得架子的智能分配。此外，多个入口和/或出口使得可以获得可以修改和定制的装置。具体地，用户可以选择使用包含管的架子装载一个或多个入口。
根据各种替代形式，根据本发明的配件可以表现出以下特征中的一个或多个：
-控制器设计成命令生物分析系统经由生物分析装置的选定出口来输出给定的管的架子，该出口根据生物分析装置的出口的工作负荷状态来选择；
-控制器设计成命令生物分析系统经由生物分析系统的选定出口来输出给定的管的架子，该出口根据与给定管的架子的管的分析相关联的事件和/或根据计划用于该管的架子的一个或多个管的后续分析来选择；
-控制器设计成命令生物分析系统经由出口输出给定的管的架子，该出口是如此的以至于使得给定的出口仅根据给定管的架子的管的分析结果或根据生物分析装置出口的工作负荷状态来选择；
-控制器设计成用于在满足以下条件时将给定的管的架子从第一生物分析装置传送到第二生物分析装置：
-第一生物分析装置的工作负荷状态表明过载；
-第二生物分析装置的工作负荷状态并不表示过载；
-第二生物分析装置能够执行针对保持在给定管的架子中的管计划进行的分析中的至少一些；
-控制器设计成命令给定管的架子的一个或多个管由生物分析装置处置/处理，该生物分析装置包括入口，当满足以下条件时，经由该入口将给定的管的架子引入到生物分析系统中：
-生物分析装置的工作负荷状态并不表示过载；
-生物分析装置能够执行针对保持在给定管的架子中的管计划进行的分析中的至少一些；以及
-控制器设计成命令经由生物分析装置的出口从生物分析系统输出给定的管的架子，该生物分析装置包括入口，经由所述入口将给定的管的架子引入到生物分析系统中。
本发明还涉及一种生物分析系统，其包括至少一个入口和至少两个出口，至少一个入口和至少两个出口连接到至少两个生物分析装置，所述生物分析装置通过限定闭合回路的传送装置连接到彼此，每个生物分析装置包括：用于与传送装置交换管的架子的至少一个交换区域，该交换区域与至少一个入口和至少两个出口不同，生物分析系统还包括控制器，该控制器设计成根据要对该架子中的管执行的操作和/或根据生物分析装置的相应工作负荷状态来命令经由传送装置将接收在生物分析系统中的管的架子传送到另一个生物分析装置。
本发明还涉及一种生物分析方法，其包括将多个管的架子引入到根据本发明的生物分析系统中，并且根据与分析给定管的架子的管相关联的事件和/或根据为该管的架子中的一个或多个管计划进行的后续操作和/或根据生物分析装置的相应工作负荷状态将接收在生物分析系统中的管的架子经由传送装置传送到另一个生物分析装置。
附图说明
通过阅读以下取自附图中的说明性和非限制性示例的描述，本发明的其它特征和优点将变得更加显而易见，其中：
-图1描绘根据本发明的生物分析系统的透视图；以及
-图2描绘从上面看去的图1的视图。
具体实施方式
以下附图和描述基本上包含某些特定元素。因此，它们不仅可以用于更好地理解本发明，而且在适当时有助于其定义。
图1描绘根据本发明的生物分析系统2的透视图，以及图2描绘从上面看去的图1的视图。如从该图中可以看到的那样，生物分析系统2包括三个生物分析装置4、6和8，载玻片染色/扩散装置9，传送装置10和控制器12。
在这里描述的示例中，生物分析装置4、6和8属于血液分析仪类型。生物分析装置4(或分别为6、8)包括台架14(或分别为16、18)，其接收待被分析的管22的架子20。生物分析装置4(或分别为6、8)还包括台架24(或分别为26、28)，其接收已经被分析的管22的架子20。生物分析装置4(或分别为6、8)还包括交换区域30(或分别为32、34)，其允许将架子20传送到传送装置10或允许从所述传送装置接收架子20。
三个血液学分析仪4、6、8能够测量管22中包含的血液样本。每个装置拾取包含在架子20中的管22，架子20位于装载台架上或传送装置上，在测量仪器的后面。当血液样本测量完成时，该设备将管放回架子中。
载玻片染色/扩散装置9准备要被分析的血液载玻片。首先，从保持在架子20中的管22中取出一定量的血液。接下来，将血液样本沉积在载玻片上，在载玻片上扩散以获得薄层，然后干燥。然后将样本染色。
传送装置10限定闭合回路，并且在这里描述的示例中包括环形线路，该线路包括两个路径36和38。线路36连接到每个交换区域30、32和34，使得架子20从路径36引入到传送装置10上或从传送装置10回收架子20。传送装置10沿一个方向驱动路径36，并沿与线路路径36的驱动方向相反的方向驱动线路38。
传送装置10还包括两个返回装置40和42，它们分别相对于路径36的驱动方向位于装置4的下游和装置8的上游。
返回装置40的目的是将架子20从路径36传送到路径38，并且返回装置42的目的是通过旋转通过180°将架子20从路径36传送到路径38。因此，无论架子20经由哪个交换区域30、32或34被引入到输送机10上，根据输送规则，该架子20可以被发送到设备4、6或8中的任何一个。无论采用何种方式来实现它，这种能力表征了传送装置10限定闭合回路的事实。
作为替代方案，传送装置10可制成为两条线路36和38的形式，这两条线路36和38独立驱动并通过返回装置40和42连接。
因此，台架14、16和18形成系统2的入口，台架24、26和28形成系统2的出口，以及用于装置4、6和8与传送装置10之间进行交换的交换区域30、32和34不同于系统2的入口和出口。
在各种替代形式中，一个或多个装置的入口和出口可以互换，或者可以在同一个台架上形成，其中它们之间具有适当的间隔。类似地，取决于配置，交换区域可以更靠近一个或多个装置的入口和出口，只要它们仍然保持彼此明显不同即可。
在这里描述的示例中，包含在一个架子20的管22中的样本可以在生物分析装置中进行分析，该架子在被传送到传送装置10之前已经被引入到系统2中或者直接经由台架24、26或28中的一个离开而不经由传送装置10传递，或者该架子可以直接从入口传送，经由该入口该架子朝向相关装置的交换区域被引入。
这里描述的示例中的控制器12是计算机，其以传统方式包括显示器、调度器、存储器和允许其与生物分析装置通信的网络接口。
存储器可以是适于接收数字数据的任何类型的数据存储设备：硬盘、固态驱动器(SSD)或任何其他形式的闪存、随机存取存储器、磁盘、本地或云中分布的存储器等。由装置计算的数据可以存储在类似于存储器2的任何类型的存储器上或存储在该存储器中。这些数据可能在装置执行完其任务后被删除，或者可以被保存。
调度器直接或间接地访问存储器以便实现控制器12的功能。它可以在一个或多个处理器上执行的合适计算机代码的形式制成。处理器的含义是任何设计成用于处理计算机数据的处理器。这种处理器可以任何已知的方式，以用于个人计算机的微处理器、FPGA或SoC(片上系统)类型的专用芯片、计算网格资源、微控制器的形式制成，或以能够提供下述实施例所需的计算能力的任何其他形式制成。这些元件中的一个或多个也可以专用电子电路(诸如ASIC)的形式制成。还可以设想到一个或多个处理器和一个或多个电子电路的组合。
控制器12连接到生物分析装置4、6和8，以便获知关于所执行和过程中的分析的所有数据以及在这些装置中接收的架子20的状态，并且还特别地连接到传送装置10，以便获知该传送装置携带哪个架子20。
因此，控制器12能够通过访问在处置过程中表征架子20状态、过程中的分析状态和已经执行的分析、以及针对在系统2的入口处接收的架子20计划进行的分析的所有数据来在整个生物分析系统2中来组织架子20的流动。
因此，控制器12处于确定每个生物分析装置4、6和8的工作负荷状态的位置，并且根据装置的工作负荷状态、根据管理生物分析系统2的工作负荷的策略、根据与生物分析系统2相互作用的工作人员的工作负荷的中断(breakdown)、根据所需的额外分析，根据故障、根据线路上的分析装置的数量等命令将传送装置10上的架子20从一个装置传送到另一个装置。
工作负荷状态的含义是生物分析装置接收的架子总数，添加到用于该装置的传送装置上的架子数量。当该数量超过预定量时，认为给定生物分析装置的工作负荷状态为“过载”。在这里描述的示例中，该量固定为生物分析装置能够接受的架子数量的2/3。作为替代方案，该值可以由控制器12基于操作条件和/或基于多个参数动态地确定：系统的预期工作速率，有关装置的一个或多个搅拌器上的自由空间的数量，将架子从一个装置移动到另一个装置所花费的平均时间等。
例如，在包括三个分析装置的系统中，传送装置包括两个路径和两个连接两个路径的返回机构，预定量(超过它，分析装置将被认为过载)可以是该分析装置接收的架子的选定数量或朝该分析装置前进的架子的选定数量。因此，当该分析装置接收的架子的数量或朝该分析装置前进的架子的数量等于所选定的数量时，该装置将不能接受额外的架子。架子将被分配给所接收或朝其前进的架子数量低于所选定数量的其他分析设备。该选定的数量经由若干标准确定，特别包括：接合在一起的装置的数量，传送装置的长度，交换区域的快速性或者架子在传送装置上行进的速度。
控制器12具有的任务是确定哪个架子将被除了将架子引入系统2中的生物分析装置之外的生物分析装置接管，以便提高工作速率和/或考虑不可估量性，以及确定针对已被分析的架子的出口。因此，控制器12可以实现一个或多个当前工作负荷管理策略和一个或多个出口管理策略。
参考当前工作负荷管理策略，根据本发明的一个优选实施例，如果生物分析装置在其入口处接收其能够执行所有所需分析的管的架子，或者如果它获知如何执行所需分析的数量超过所选定的量(例如所需分析的75％)，然后由该仪器拿走该架子。关于要执行什么分析的知识可以通过从架子上读取信息和/或从其中保持的管读取信息和/或通过访问数据库来获得。
特别是在以下情况下，可以设想到调度到传送装置上：
-当生物分析装置过载并且存在另一种可用的生物分析装置能够执行所有需要的分析(或者，如果它能够执行的所需分析的数量超过所选定的量，例如所需分析的75％)时；
-当生物分析装置无法执行需要在保持在架子中的管上进行的所有分析时；
-当所有生物分析装置都过载时，传送装置充当缓冲区，从而节省空间并提供更大的灵活性，而无需额外费用或额外的单元。
重要的是要注意，仅当满足其中一个条件时才通过传送装置进行传送。这与现有系统非常不同，现有系统通常包括入口缓冲区、出口缓冲区和规定跨仪器分布以平滑工作负荷的算法。
具体而言，该算法系统地应用于现有系统以实现目标工作速率，但是不提供适应性以适应允许维持工作速率的实时要求。此外，装置的入口和出口形成用于与传送装置交换的交换区域，这意味着这些系统的入口缓冲区和出口缓冲区是唯一的入口和唯一的出口，并且也是潜在的瓶颈。
根据本发明，由于该系统包括若干个入口，因此可以部分地通过将架子装载到入口台架上的工作人员来执行平滑，这自然地正好从其进入系统2的时间开始分配工作负荷。仅使用传送装置允许系统2保持其工作速率，并在需要这时。因此，通过在装置的入口、出口和传送装置-交换区域之间的分离，通过在分析装置的水平处而不是在系统的入口或出口的水平处管理分配来维持工作速率。另外，如果工作人员没有均匀地装载生物分析装置，则可以通过在预定量的限度内将架子重定向到负荷较轻的装置来维持系统的工作速率，以避免设备过载。
参考出口管理策略，根据本发明的一个优选实施例，控制器12以如此的方式命令架子的出口，使得给定的架子经由装置(架子经由该装置引入)的出口离开，而不管是否哪个装置实际上对它所保持的管进行了分析。这使得可以平滑出口工作负荷，因为它将与入口工作负荷相同地分配。这也使得可以避免架子20在那些能够执行比其他生物分析装置更多数量的测试的生物分析装置处的累积。
为了补充上述或作为替代方案，系统的多个出口可以用于在系统2的出口处执行分拣操作。因此，某些出口可以特别地是根据所执行或随后将执行的测试类型、根据分析过程中出现的问题、根据架子中的一个或多个测试样本的科室、根据指定的优先级等分配的专用出口。
如果应用前一段落中描述的出口工作负荷平滑，则需要根据分配给它们的平滑来分离出口：
-同一个出口只能用于出口工作负荷平滑或仅用于分拣，
-出口工作负荷平滑将需要稍微不同地进行，对于已经引入到装置上的架子是必要的，如果该装置的出口已经分配给分拣，但该架子不打算经由该出口输出，会被分布到分配为出口工作负荷平滑的出口。
在上述实施例中，所有生物分析装置的入口和出口用作系统的入口或出口。作为替代方案，某些入口和/或出口可能不以这种方式使用。
如法国专利申请FR 1560889，FR1560890和FR 1560893中所述，出口分拣补充了架子20上的管22的分拣，样本更换器允许上述分拣，该样本更换器可包含多个架子。具体地，按类别分拣管并将同一类别的管放在同一个架子中。因此，在出口处对架子进行分拣使得可以完成管分拣解决方案以提供相关的分拣。
架子的出口分拣允许将一种类型的架子被分配给一个特定装置。这种分拣可以基于各种参数进行，特别包括：关于架子中的一个管发出警报的情况下；基于在架子的一个或多个管上执行和/或尚未执行的操作；基于患者的人口统计特征；基于所研究的参数的值或者基于管信息。
作为替代方案，还可以描述一种系统，其中架子装载区域处于单个点处，但其出口区域可以是多个。该系统将能够实现相同的平滑和出口分拣规则。

Claims (9)

1.一种生物分析系统，其包括至少两个生物分析装置(4、6、8)，所述生物分析装置(4、6、8)通过限定闭合回路的传送装置(10)连接到彼此，每个生物分析装置(4、6、8)包括用于管(22)的架子(20)的至少一个入口(14、16、18)和一个出口(24、26、28)，以及用于与传送装置(10)交换管(22)的架子(20)的至少一个交换区域(30、32、34)，该交换区域(30、32、34)与入口(14、16、18)和出口(24、26、28)不同，至少两个生物分析装置(4、6、8)的入口(14、16、18)各自形成生物分析系统的用于管(22)的架子(20)的入口，并且至少两个生物分析装置(4、6、8)的出口(24、26、28)各自形成生物分析系统的用于管(22)的架子(20)的出口，生物分析系统(2)还包括控制器(12)，该控制器(12)设计成根据要在该架子(20)中的管(22)上执行的操作和/或根据生物分析装置(4、6、8)的相应工作负荷状态来命令经由传送装置(10)将接收在生物分析系统(2)中的管(22)的架子(20)传送到另一生物分析装置(4、6、8)。
2.根据权利要求1所述的生物分析系统，其特征在于，所述控制器(12)设计成命令所述生物分析系统经由生物分析装置(4、6、8)的选定出口(24、26、28)来输出给定的管(22)的架子(20)，出口(24、26、28)根据生物分析装置(4、6、8)的出口的工作负荷状态选择。
3.根据权利要求2所述的生物分析系统，其特征在于，所述控制器(12)设计成命令生物分析系统经由生物分析系统(2)的选定出口来输出给定的管(22)的架子(20)，该出口根据与给定的管(22)的架子(20)的管(22)的分析相关联的事件和/或根据计划用于该管(22)的架子(20)的一个或多个管(22)的后续分析来选择。
4.根据权利要求2和3所述的生物分析系统，其特征在于，所述控制器(12)设计成命令生物分析系统经由出口输出给定的管(22)的架子(20)，该出口是如此的以至于使得给定的出口仅根据给定管(22)的架子(20)的管(22)的分析结果或根据生物分析装置(4、6、8)的出口的工作负荷状态来选择。
5.根据前述权利要求中任一项所述的生物分析系统，其特征在于，所述控制器(12)设计成用于在满足以下条件时将给定的管(22)的架子(20)从第一生物分析装置(4、6、8)传送到第二生物分析装置(4、6、8)：
-第一生物分析装置(4、6、8)的工作负荷状态表明过载；
-第二生物分析装置(4、6、8)的工作负荷状态并不表示过载；
-第二生物分析装置(4、6、8)能够执行针对保持在给定的管(22)的架子(20)中的管(22)计划进行的分析中的至少一些。
6.根据前述权利要求中任一项所述的生物分析系统，其特征在于，所述控制器(12)设计成命令给定的管(22)的架子(20)的一个或多个管(22)由生物分析装置(4、6、8)处置/处理，该生物分析装置(4、6、8)包括入口(14、16、18)，当满足以下条件时，经由该入口(14、16、18)将给定的管(22)的架子(20)引入到生物分析系统中：
-生物分析装置(2)的工作负荷状态并不表示过载；
-生物分析装置(4、6、8)能够执行针对保持在给定管(22)的架子(20)中的管(22)计划进行的分析中的至少一些。
7.根据前述权利要求中任一项所述的生物分析系统，其特征在于，所述控制器(12)设计成命令经由生物分析装置(4、6、8)的出口(24、26、28)从生物分析系统输出给定的管(22)的架子(20)，该生物分析装置(4、6、8)包括入口(14、16、18)，经由所述入口(14、16、18)将给定的管(22)的架子(20)引入到生物分析系统(2)中。
8.一种生物分析系统，其包括至少一个入口和至少两个出口，至少一个入口和至少两个出口连接到至少两个生物分析装置(4、6、8)，所述生物分析装置(4、6、8)通过限定闭合回路的传送装置(10)连接到彼此，每个生物分析装置(4、6、8)包括：用于与传送装置(10)交换管(22)的架子的至少一个交换区域(30、32、34)，该交换区域(30、32、34)与所述至少一个入口和所述至少两个出口不同，生物分析系统(2)还包括控制器(12)，该控制器(12)设计成根据与给定的管的架子的管的分析相关联的事件和/或根据计划用于该管(22)的架子(20)中的一个或多个管(22)的后续操作和/或根据生物分析装置(2)的相应工作负荷状态来命令经由传送装置(10)将接收在生物分析系统(2)中的管(22)的架子(20)传送到另一个生物分析装置(4、6、8)。
9.一种生物分析方法，其包括将多个管(22)的架子(20)引入到根据前述权利要求中任一项所述的生物分析系统中，并且根据要对该架子(20)中的管(22)进行的操作和/或根据生物分析装置(4、6、8)的相应工作负荷状态将接收在生物分析系统(2)中的管(22)中的架子(20)经由传送装置(10)传送到另一个生物分析装置(4、6、8)。
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