CN111406292A - 高效执行生物测定的系统和方法 - Google Patents

Abstract

公开了一种用于以批次类型方式处理生物样本的自动化实验室系统。在一个实施例中，所述系统可以接收用于在多个设备之间进行生物样本处理的测定指令。设备可以包括预分析仪器和一个或多个分析系统。所述系统可以包括流程编排核心应用，其用于确定用于针对样本订购的测定的执行顺序。

Description

高效执行生物测定的系统和方法

相关申请

本申请根据35 U.S.C.§119(e)要求以下申请的优先权：于2017年12月7日提交的No.62/596,052美国临时申请、于2017年12月7日提交的No.62/596,032美国临时申请、以及于2018年2月5日提交的No.62/626,581美国临时申请。这些相关申请中的每一个申请的内容均通过引用整体并入本文。

技术领域

本公开总体涉及诊断自动化领域，并且更具体地涉及生物测定的自动化流程编排。

背景技术

对生物样本的诊断测试有助于医疗保健行业快速有效地诊断和治疗疾病。随着不断增长的需求，进行这种诊断测试的临床实验室每天会收到数百或数千个样本。样本分析的自动化可以帮助应对管理如此大量的样本所带来的挑战。自动化样本分析通常由自动化分析仪器执行，这些仪器通常是独立的系统，其对生物样本进行多步处理以获得诊断结果。

自动化临床分析仪器为用户提供了可以对所提供的样本进行的一系列自动化测试。然而，当样本到达实验室时，它们通常不能直接用于分析。为了制备用于利用自动分析仪器进行测试的样本，实验室技术人员通常将样本的等分试样从被实验室接收的主要容器或主要试管转移到适合分析仪器的辅助容器或辅助试管中。另外，技术人员通常需要知道要对样本进行什么测试，以便技术人员可以选择要与样本配对的特定于测试的试剂或稀释剂。这是耗时的，并且可能使得操作者操作错误并暴露于传染病。

预分析仪器旨在帮助制备用于分析的样本，并进一步从实验室接收样本到出现分析仪器测试结果之间的流程编排中去除技术人员的介入。然而，这些仪器中的许多仪器仍需要技术人员大量参与，例如在将样本装入预分析仪器之前，在通过预分析仪器制备好样本后，以及分析仪器完成分析后。

例如，一些预分析仪器可以自动将样本的等分试样从第一容器转移到第二容器。然而，这样的系统通常需要技术人员手动配对第一容器和第二容器的识别码才能将第一容器和第二容器装载到系统中，这是耗时的并且容易出错。

此外，这些系统中的许多系统不能与一个或多个分析仪器集成。在这方面，在完成分析后，需要技术人员到场手动将样本从预分析仪器转移到分析仪器，再从分析仪器转移到存储位置。这会将技术工的注意力转移到繁琐的工作上，并可能造成干扰，因为技术人员必须时刻注意预分析仪器和分析仪器中样本的进度，以便技术人员准备好在样本制备好时转移样本，从而最大程度地减少停机时间。

此外，当前的预分析仪器和分析仪器通常在将样本引入系统时以连续流的形式处理样本。因此，这样的系统以通常由用户设定的预定义顺序处理样本。在这方面，在确定顺序中的下一要制备的样本时，现有的预分析仪器通常不考虑除了用户提供的信息之外的其他信息。此外，预分析仪器通常以与分析仪器不同的速率制备样本，这使预分析仪器与分析仪器之间的集成更加复杂化。在这方面，需要技术人员连续跟踪由预分析仪器制备的样本，直到全部批次的样本累积完成，以用于手动转移到分析仪器。备选地，技术人员可以将部分批次转移到分析仪器，这会降低分析仪器的生产率。

发明内容

本文公开了用于对生物样本运行测定以及高吞吐量自动化地进行生物测定的系统和方法。在一个实施例中，所述系统包括：存储器，存储指令；以及处理器，由所述指令编程以执行包括如下操作的方法：接收针对多个生物样本的多个测定指令；以及基于测定指令，确定针对多个生物样本中的每个样本需要执行的多个测定；确定用于执行多个测定的可用的测定资源；基于可用的测定资源来确定用于执行多个测定中的每个测定的顺序，以便最大化执行多个测定的效率；以及基于所确定的顺序指示一个或多个分析仪器执行多个测定。

在一个实施例中，所述方法包括：接收针对多个生物样本的多个测定指令；基于测定指令，确定针对多个生物样本中的每个样本需要执行的多个测定；确定用于执行多个测定的可用的测定资源；基于可用的测定资源来确定用于执行多个测定中的每个测定的顺序，以便最大化执行多个测定的效率；以及基于所确定的顺序指示一个或多个分析仪器执行多个测定。

在一个实施例中，所述系统包括：存储器，存储指令；以及处理器，由指令编程以执行一种方法，所述方法包括：从多个分析系统接收针对多个生物样本的多个测定指令；基于测定指令，确定针对多个生物样本中的每个样本需要执行的多个测定；识别用于运行多个测定中的每个测定的可用的分析系统；确定所识别的分析系统内的用于执行多个测定的可用的测定资源；基于可用的测定资源来确定用于执行多个测定中的每个测定的顺序，以便最大化执行多个测定的效率；以及基于所确定的顺序指示一个或多个分析系统执行多个测定中的特定测定。

在一个实施例中，所述系统包括：第一自动化模块，被配置为制备用于至少一个分子测定的生物样本；至少一个第二自动化模块，用于接收由第一自动化模块制备的生物样本，并对接收到的生物样本执行分子测定，其中第一自动化模块和第二自动化模块各自包括：至少一个自动化仪器；以及与第一自动化模块、第二自动化模块和实验室信息系统通信的流程编排核心计算设备，其中流程编排核心计算设备从分析系统接收用于处理生物样本的指令，并管理第一自动化设备和第二自动化设备的处理资源，其中流程编排核心计算设备包括至少四个处理层：与分析系统通信的第一层(服务级别对象层)、流程编排层、仪器模块控制层和仪器模块层，其中仪器模块层与第一自动化设备和第二自动化设备中的自动化仪器通信，并且其中自动化仪器的状态被传递到流程编排层，并且基于分析系统的当前状态，流程编排核心计算设备将两个或更多个生物样本分组成批次，并将指令传递到仪器模块层以对样本进行批处理。

附图说明

图1是根据本文所述的一个实施例的分析系统的透视图。

图2A是根据本文所述的一个实施例的与实验室信息系统通信的分布式分析系统的框图。

图2B是根据本文所述的一个实施例的与实验室信息系统通信的集中式分析系统的框图。

图3A是根据本文所述的一个实施例的流程编排核心计算设备架构的框图。

图3B是根据本文所述的另一实施例的流程编排核心计算设备架构的框图。

图4是根据本文所述的一个实施例的流程编排核心应用的组件的框图。

图5A是根据本文所述的一个实施例的流程编排核心应用和流程编排子应用的框图。

图5B是根据本文所述的另一实施例的流程编排核心应用和流程编排子应用的框图。

图6示出了本文所述的流程编排核心应用的一个实施例。

图7是示出了用于分析系统的各种仪器状态的框图。

图8是示出了用于分析系统的各种仪器状态的框图。

图9是示出了用于分析系统的示例性测定状态的框图。

图10是确定用于样本的测定或测定步骤的执行顺序以最大化分析系统的性能的一种示例性方法的流程图。

图11是确定用于样本的测定步骤的执行顺序以最大化分析系统的性能的一个示例的框图。

图12是在分析系统中接收到新的测定指令之后确定测定或测定步骤的更新的执行顺序的一种示例性方法的流程图。

图13是确定测定或测定步骤的执行顺序和更新的执行顺序以最大化性能指标的一种示例性方法的流程图。

图14是确定测定或测定步骤的执行顺序和更新的执行顺序以最大化性能指标的另一示例性方法的流程图。

图15是通过网络与医院和实验室信息系统以及分析系统通信的流程编排核心应用的框图。

图16是与流程编排实验室应用通信以协调自动化样本处理和分析的基于云服务器的流程编排核心应用的示意图。

具体实施方式

在下面的详细描述中，参考构成其一部分的附图。在附图中，除非上下文另外指出，否则相似的符号通常标识相似的组件。在详细描述、附图和权利要求中描述的说明性实施例并不意味着是限制性的。在不脱离本文提出的主题的精神或范围的情况下，可以利用其他实施例，并且可以进行其他改变。容易理解的是，可以以各种不同的配置来布置、替换、组合、分离和没计如本文中总的描述的以及在附图中示出的本公开的各方面，所有这些都被明确地设想，并作为本文公开的一部分。

概述

本公开描述了对生物样本执行处理和分析的设备、系统和方法。特别地，描述了一种系统架构，其在具有高度自动化程度的多个分析装置或系统之间协调自动化样本处理。流程编排计算设备接收来自实验室信息系统的输入，该流程编排计算设备协调一个或多个分析仪和预分析仪器的操作，以用于以一种信息透明和高效的方式处理样本，从而提高在多个分析系统和分析仪器(也称为分析仪和测定设备)上运行测定的总体效率。设想流程编排计算设备的各种离散输入，这些输入的总和以最少的操作者输入和干预实现了高效且迅速的样本处理。

样本处理和分析系统

图1描绘了示例性分析系统100。分析系统100可以是体外诊断系统或包括体外诊断设备。如图所示，这样的系统包括预分析仪器104、第一分析仪器108a和第二分析仪器108b。预分析仪器104可以包括用于接收用户输入的用户界面112和用于接收样本的输入窗口116。这些单元104、108a和108b中的每一个都是模块化的。因此，预分析仪器104可以耦接到一个或多个分析仪器。此外，与预分析仪器104通信(就交换信息和用于处理的样本而言)的每个分析仪器可以执行相同或不同的操作。例如，第一分析仪器108a可以执行病毒测定，例如人乳头瘤病毒(“HPV”)测定，而第二分析仪器108b可以执行细菌和寄生虫测定，例如用于检测沙眼衣原体、淋病奈瑟氏球菌、阴道滴虫、B组链球菌、肠细菌和肠寄生虫的那些测定。然而，在一些实施例中，分析系统100可以被配置为使得第一分析仪器108a和第二分析仪器108b是相似的并且能够执行相同或相似的测定。这种仪器模块化允许临床实验室针对其特定需求定制分析系统100。分析系统100在本文中被称为电子系统。

预分析仪器104和分析仪器108a、108b各自具有允许它们执行指定操作的硬件组件。例如，在一个实施例中，预分析仪器104可以被配置为预处理生物样本，以便制备用于由分析仪器108a、108b分析的样本。在这方面，预分析仪器104可以具有能够将样本容器的托盘/穿梭器从一个位置运送到仪器内的另一位置和运送到相邻的分析仪器的托盘/穿梭器处理机器人、能够运送和/或对单个样本容器进行脱盖的样本容器操纵机器人、能够将样本从一个容器吸进另一个容器的移液管机器人、用于稀释样本的稀释剂施与器、用于使样本涡旋的涡旋仪、用于加热样本的加热板、以及用于冷却样本的冷却单元。分析仪器108a、108b还可以具有能够在其单个仪器内移动容器、从预分析仪器104移动容器和将容器移动回预分析仪器104的机器人。分析仪器108a、108b还可以包括移液管机器人、样本容器操纵机器人、磁力提取器(用于向(与添加到样本中的顺磁性颗粒一起)用于样本纯化的样本容器提供磁场)以及执行仪器操作所需的任何其他硬件组件。

除了硬件组件之外，预分析仪器104还包括分级或累积区域。这些区域是在将样本容器和其他耗材指定为输入到工作流程中前存储样本容器和其他耗材的位置。这些累积区域与流程编排核心应用通信，以便流程编排核心应用可以将处理信息指派给样本，以便仪器可以根据流程编排控制应用的指令来处理样本，如下文进一步所述。

图2A是根据本文所述的一个实施例的与实验室信息系统通信的分析系统的框图。在一个实施例中，分析系统100可以包括至少一个预分析仪器104和一个或多个自动分析仪器108。预分析仪器104可以处理样本以供在分析仪器104中进行分析。分析仪器108可以被配置为对生物样本执行测定，而预分析仪器104可以被配置为制备样本以供分析仪仪器108进行分析。例如，预分析仪器104可以将生物样本从一个容器转移到适合于由分析仪器108使用的另一个容器中，并且还可以根据要执行的测定使样本涡旋、对样本进行预热和冷却。这样的分析仪器108和预分析仪器104各自可以是模块化的独立单元，其具有当耦接在一起时能够在各个单元之间来回转移生物样本的机器人。

分析系统100可以通过网络208与实验室信息系统204通信。实验室信息系统204可以是由医疗机构或独立临床实验室操作的现有信息系统。这样的实验室信息系统可以向分析系统提供关于样本测定指令212的信息、订购的测定的要求216以及患者信息。在一些实施方式中，分析系统100可以从医院信息系统接收患者信息。

分析系统100可以包括由流程编排核心计算设备224执行的流程编排核心应用220，流程编排核心计算设备224通过跨仪器接口228与分析仪器108和预分析仪器104进行通信，并通过网络208与实验室信息系统204进行通信。分析系统100可以位于防火墙后，或者可以通过另一计算系统连接到网络208，以隔离分析系统100并保护其免受可能妨碍或改变分析系统100的性能的任何无意或恶意软件的侵害。

流程编排核心应用220可以在一个或多个分析仪器108和预分析仪器104之间协调过程并管理资源，以实现对可用资源的高效利用，并将这些资源的活度保持在预定阈值水平或以上。可以基于性能指标来确定分析系统100的性能。例如，性能指标可以是在给定时间点针对处理需求可用的处理资源的最大使用百分比。此外，流程编排核心应用220利用从实验室信息系统204、分析仪器108和预分析仪器104接收的信息来减少、显著减少、甚至消除操作者的参与，并基于不断变化的情况对在每个仪器中要进行的活动做出高层决策。

在一种实施方式中，预分析仪器104和分析仪器108的计算设备232、236执行流程编排子应用240、244。这种流程编排子应用240、244链接到流程编排核心应用220，用于实现由流程编排核心应用224提供的指令。在这方面，决策和用于实现这种决策的指令从流程编排核心应用220向下传递给执行所指示的动作的特定硬件组件。随着指令沿着从流程编排核心应用到各个硬件设备的链向下移动，这些指令变得更加具体。信息还从各个硬件设备向上传递到流程编排核心应用，使得流程编排核心应用频繁接收通知决策做出过程的状态更新。

流程编排核心应用220和流程编排子应用240、244可以包括在其自己的线程上操作的状态机。在这方面，核心应用220和子应用240、244可以具有用于做出决策的锁定状态，使得状态的变化不会干扰决策做出过程。

流程编排核心应用220和流程编排子应用240、244进行操作以高效地利用分析仪器108和预分析仪器104。因为系统资源的空闲时间会降低整体性能，因此目标是在这种仪器内获得所需的硬件资源利用率。

流程编排核心应用220基于来自实验室信息系统204的信息关于分别要由预分析仪器104和分析仪器108处理和评价的生物样本做出决策。流程编排核心应用220在预分析仪器104中将各个生物样本组织成多个批次，这有助于使总吞吐量最大化。基于批次中样本的处理条件(例如热循环条件)的标识，将样本放入某个批次中。尽可能地使一个批次中的每个样本置于相同的处理条件下(例如温度、光频率)。然而，不需要处理均匀性。例如，如果一个批次中的样本或对照(control)容器已经预热，则这些样本将不会经受预热步骤。因此，流程编排核心应用220不仅“跟踪”与单个样本有关的信息，而且还跟踪与单个样本被处理的批次有关的信息。换句话说，批次与样本之间存在“一对多”关系。一些信息是特定于样本的，其他信息则全面适用于批次中的每个样本。

除了对样本实施批次处理，流程编排核心应用220还可以在控制和协调预分析仪器104和分析仪器108的处理资源248、252时从各种源获得大量信息输入。这种信息包括仪器的耗材256、260的库存以及该库存用于队列中的过程的分配、仪器硬件的操作状态、要对样本执行的订购的测定、样本的可利用性；已在处理中的批次、样本时龄、预分析仪器104和分析仪器108的可用性、预分析仪器104和分析仪器108的仪器设备264、268的可用性、样本和试剂272、276的生化稳定性、以及特定实验室的业务或合规性惯例。预分析仪器104和分析仪器108在本文中也称为仪器设备。在一个实施例中，分析系统100包括冗余硬件和耗材，使得分析系统100可以在更换硬件和补充耗材的同时保持操作。

流程编排核心应用220从各种不同的外部系统(例如实验室信息系统204、医院信息系统和另一分析系统)接收测定指令。在一些实施方式中，当样本到达预分析仪器104中时，预分析仪器104精确地知道要对样本进行什么处理。关于实际处理的决策在很大程度上可以是预先作出的。也就是说，当样本到达预分析仪器时，所需的与分批、定时、测定和可消耗资源有关的决策都将被纳入流程编排核心应用220。

流程编排核心应用220可以包括三个组件：流程编排状态组件、流程编排决策器组件和流程编排引擎组件。每个组件在管理资源和控制预分析仪器264和分析仪器268的操作中具有不同的指派角色。流程编排状态组件存储状态信息。流程编排状态组件被配置为接收系统硬件和仪器设备264、268的操作状态。因此，每个仪器和每个仪器中的子模块都被配置为输出有关其状态的信息，并且可以直接使用但更常见的是通过可应用仪器的逻辑将该状态信息传递到流程编排状态模块。流程编排决策器组件使用状态信息做出决策。流程编排引擎组件执行决策，并防止在做出决策时流程编排状态组件被更新。

在这方面，流程编排核心应用220跟踪耗材库存。其还被配置为确定有多少耗材量被分配给正在处理的批次。使用这种信息，流程编排核心应用220被配置为确定净耗材库存并基于净库存量进行处理流程确定，以确保没有可用耗材就不处理样本。另外，流程编排核心应用220被配置为通知用户需要在仪器中补充某些耗材。这样的耗材256、260可以包括稀释剂、试剂、测定对照样本、移液管吸头、空的样本容器、提取容器和PCR板，仅举这几个示例。可以实现各种传感器来跟踪这种耗材256、260，例如用于散装稀释剂的液位传感器。而且，流程编排核心应用220可以跟踪初始耗材库存以及已经从初始耗材库存使用了多少耗材256、260来确定净值。

协调核心应用220还跟踪分析仪器108和预分析仪器104本身的操作状态。流程编排核心应用220基于此信息，决定可以处理哪些样本以及应该何时开始处理。仪器设备264、268可以包括物理硬件组件，例如电机编码器、集成电路、螺线管等，其帮助流程编排核心应用220跟踪每个仪器中硬件的操作状态。操作状态的一方面是特定组件的操作中是否存在故障或错误。在这种情况下，流程编排核心应用220知道系统中的冗余设备，并在组件操作错误或故障的情况下协调或激活这种冗余设备。在这方面，流程编排核心应用220具有预定错误协议，在组件操作错误或故障的情况下其将执行该协议。流程编排核心应用220执行的另一功能是既了解处理给定批次所需的仪器、设备和各个组件，又了解硬件组件、预分析仪器和分析仪器当前是否正在参与过程或分配给过程。

流程编排核心应用220与一个或多个信息系统通信以获取样本测定指令212。这种系统可以包括医院信息系统、实验室信息系统204、信息学系统和另一测定系统。流程编排核心应用220被配置为尽可能早地获得此信息，以便在将样本实际扫描到预分析仪器104中之前做出关于样本处理的决策。在这方面，实验室技术人员不需要获取样本测定订购信息，从而减少用户错误，并使技术人员腾出时间来承担其他任务。

流程编排核心应用220还被配置为跟踪耗材库存和样本(例如测定对照物和试剂)的生物/化学/机械寿命，以及处于测定协议的执行的各种状态的生物样本本身。样本和耗材的使用寿命超过极限会对测定结果的真实性产生不利影响。这种寿命随着时间的流逝而减少，并且如果试剂或样本的时龄超过特定阈值，则这些试剂或样本的生物化学性质可能会改变。流程编排核心应用220可以以确保样本或试剂超过其寿命之前完成测定协议步骤的方式来对样本进行优先级排序。

流程编排核心应用220还可以被配置为从预分析系统104和分析系统108接收信息，这将允许在整个样本处理过程中跟踪样本。这包括跟踪样本等分试样的获得，其被施与到不同的容器中以用于样本处理，以及样本从一个仪器运送到另一仪器，例如样本从预分析仪器104运送到分析仪器108(以及反向)。这使实验室技术人员能够向系统和仪器询问样本位置及其测定进度。如果针对单个患者样本订购了多个测定，则流程编排核心应用220在无需用户干预的情况下协调和跟踪针对单个样本的多个测定的执行，从而最大化或至少增加执行测定的总体效率。

图2B是根据本文所述的一个实施例的与实验室信息系统通信的集中式分析系统100b的框图。图2B中的分析系统100b类似于参考图2A描述的分析系统100。如下面进一步详细描述的，图2B中的分析系统100b是具有由流程编排核心计算设备224b执行的流程编排子应用240b、244b的功能的集中式系统。

在一个实施例中，分析系统100b可以包括至少一个预分析仪器104b和一个或多个自动分析仪器108b。预分析仪器104b可以处理样本以供在分析仪器104b中进行分析。分析仪器108b可以被配置为对生物样本进行测定，而预分析仪器104b可以被配置为制备样本以供分析仪器108b进行分析。分析系统100b可以通过网络208b与实验室信息系统204b通信。分析系统100b可以包括由流程编排核心计算设备224b执行的流程编排核心应用220b，流程编排核心计算设备224b通过接口228b(例如，跨仪器接口、设备间接口或设备内接口)与分析仪器108b和预分析仪器104b通信。分析系统100b可以通过网络208b与实验室信息系统204b通信。流程编排核心应用220b可以在一个或多个分析仪器108b和预分析仪器104b之间协调过程并管理资源，以实现对可用资源的高效利用，并使这些资源的活度保持在预定阈值水平或更高。

流程编排核心计算设备224b执行流程编排子应用240b、244b。这样的流程编排子应用240b、244b链接到流程编排核心应用220b，以实现流程编排核心应用220b提供的指令。在这方面，决策和用于实现这种决策的指令从流程编排核心应用220b向下传递至流程编排子应用240b、244b，再传递至执行所指示的动作的特定硬件组件。随着指令沿着从流程编排核心应用220b到流程编排子应用240b、244b再到各个硬件设备的链向下移动，这些指令变得更加具体。信息也从各个硬件设备向上传递到流程编排核心子应用240b、244b，再到流程编排核心应用220b，使得流程编排核心应用224b和子应用240b、244b频繁接收通知决策做出过程的状态更新。

流程编排核心应用220b和流程编排子应用240b、244b进行操作以高效地使用分析仪器108b和预分析仪器104b。流程编排核心应用220b基于来自实验室信息系统204b的信息关于分别要由预分析仪器104b和分析仪器108b处理和评估的生物样本做出决策。除了对样本实施批次处理，流程编排核心应用220b还在控制和协调预分析仪器104b和分析仪器108b的处理资源248b、252b时从各种源获得大量信息输入。流程编排核心应用220b从各种不同的外部系统(例如，实验室信息系统204b、医院信息系统和另一分析系统)接收测定指令。

流程编排核心应用220b可以包括三个组件：流程编排状态组件、流程编排决策器组件和流程编排引擎组件。流程编排核心应用220b可以跟踪耗材库存。流程编排核心应用220b还跟踪分析仪器108b和预分析仪器104b本身的操作状态。流程编排核心应用220b还被配置为跟踪耗材库存和样本(例如测定对照物和试剂)的生物/化学/机械寿命，以及处于测定协议的执行的各种状态的生物样本本身。流程编排核心应用220b还可以被配置为经由流程编排子应用240b、244b从预分析系统104b和分析系统108b接收信息，这将允许在整个样本处理过程中跟踪样本。

在图2B所示的实施例中，流程编排核心应用220b、流程编排子应用240b和流程编排子应用244b被示出为流程编排核心计算设备224b的三个组件。然而，这仅是说明性的，并不旨在进行限制。在另一实施例中，流程编排核心计算设备224b可以实现流程编排核心应用220b，可以执行流程编排子应用240b、244b的功能。在一个实施例中，流程编排核心计算设备224b包括链接到流程编排核心应用220b的一个流程编排子应用，以实现流程编排核心应用220b提供的指令。

流程编排核心系统架构

图3A描绘了根据本公开的实施例的支持分析系统100(例如参考图2A描述的分析系统100)的流程编排核心计算设备架构300。架构通常包括流程编排核心计算设备224，其具有诸如用户界面112之类的用户接口，以允许用户与其通信。流程编排核心计算设备224可以包括一个或多个代码扫描仪304，用于读取样本容器或样本架上的样本标识符(例如，条形码、QR码)。流程编排核心计算设备224与预分析仪器104的预分析仪器计算机控制设备232以及分析仪器108a、108b的一个或多个分析仪计算机控制设备236a1、236a2(此处示出为两个这样的控制设备；每个控制设备用于一个分析仪器)通信。如图所示，流程编排核心计算设备224连接到网络208，网络208也连接到实验室信息系统204(“LIS”)。LIS204可以是与存储和维护患者记录、医生订购的测定等的诊断实验室或医疗设施相关联的现有通用或定制系统。网络208允许流程编排计算机核心计算设备224与LIS 204通信地耦接并且在它们之间共享信息。流程编排核心计算设备224还经由跨仪器接口228通信地耦接到仪器104、108a和108b的仪器控制设备232、236a1和236a2。然而，也可设想计算机控制设备232、236a1和236a2与流程编排核心计算设备224之间的允许这些设备与系统共享信息的其他互连机制。

除连接至跨仪器接口228外，预分析仪器计算机控制设备232还连接至模块接口308，模块接口308连接至系统100的预分析仪器设备264，从而允许计算机控制设备232与预分析仪器设备264进行通信。预分析仪器计算设备232包括存储在其存储器中的应用，该应用向其处理器提供指令，该指令涉及对系统100中样本的制备和预处理中使用的物理操作的控制。在这方面，经由预分析仪器计算机控制设备232的处理器，该应用有助于控制预分析仪器模块/设备264内的每个仪器/设备。

分析仪计算机设备236a1、236a2还可以各自包括处理器和存储器。除了连接到跨仪器接口228之外，分析仪计算设备236a1还连接到模块接口312a1，模块接口312a1连接到分析仪器A₁的分析仪设备268a，从而允许分析仪计算机设备236a1与其通信。分析仪计算机设备236a1包括存储在其存储器上的应用，该应用向其处理器提供指令，该指令涉及对经由系统100对提供给分析仪器A₁的样本进行分析中利用的物理操作的控制。在这方面，经由分析仪计算设备236a1的处理器，分析仪计算设备236a1有助于控制分析仪器A₁中的每个仪器/设备。分析仪计算设备236a2类似地被配置用于其相应的分析仪器。

因此，如图3A所示，流程编排核心计算设备224从多个输入接收信息，并根据需要分配信息。这允许系统100与一个或多个分析仪器以及信息共享网络完全集成，这允许系统100能够智能地执行多个不同容器中包含的多个不同样本的制备和预处理。

在架构300的另一实施例中，预分析仪计算机设备232或分析仪计算设备236a1、236a2还可以充当流程编排核心计算设备224。

设备232、236a1、236a2中的每一个以及流程编排核心计算设备224和LIS 204在网络208的不同节点处，并且能够彼此直接和间接通信。然而，如图所示，流程编排核心计算设备224通常用作LIS 204与分析仪器108a、108b和预分析仪器104的计算设备232、236a1、236a2之间的控制接口。可以使用各种协议和系统将网络208内的计算设备232、236a1、236a2以及流程编排核心计算设备224和LIS互连。网络208可以利用标准通信协议(例如以太网和Wi-Fi)以及一个或多个公司专有的协议、以及前述的各种组合。实验室信息系统204与分析系统100之间的通信可以经由诸如超文本传输协议(HTTP)之类的通信协议进行。尽管如上所述在发送或接收信息时获得了某些优点，但是本文所述的系统不限于任何特定的通信协议。

图3B是根据参考图2B所述的实施例的流程编排核心计算设备架构300b的框图。图3B中的流程编排核心计算设备的架构300b类似于参考图3A描述的流程编排核心计算设备的架构300b。因为图2B中的分析系统100b是具有由流程编排核心计算设备224b执行的流程编排子应用240b、244b的而不是预分析仪器104b和分析仪器108b的功能的分布式系统，因此流程编排核心计算设备224b通过接口228b(例如，跨仪器接口、设备间接口或设备内接口)与预分析仪器设备264b和分析仪器设备268b1、268b2通信和/或控制预分析仪器设备264b和分析仪器设备268b1、268b2。

流程编排核心应用和子应用状态

图4示出了流程编排核心应用或子应用的状态。图4示出了与跨仪器接口228双向通信的多个通信接口404a至404c。这些通信接口各自具有处理器。这些接口404a至404c是如下这样的处理器，通过该处理器利用流程编排核心计算设备224协调分析系统236a1、236a2和预分析系统232中的每个系统中的操作。通信接口404a至404c中的每一个用于分析仪计算设备236a1、236a2或用于预分析计算机控制设备232。在这方面，404a至404c中的每个计算设备都包含一个或多个处理器、存储器以及通常存在于通用计算设备中的其他组件。

通信接口404a至404c将与分析仪器和预分析仪器中的状态变化有关的信息转发到流程编排状态组件408，流程编排状态组件408是预分析仪器计算设备232或分析仪计算设备236a1或236a2之一的一部分。流程编排状态组件408将状态变化传递给预分析仪器计算设备232或分析仪计算设备236a1或236a2之一的流程编排引擎组件412。流程编排引擎组件412与预分析仪器计算设备232或分析仪计算设备236a1或236a2之一的流程编排决策器组件416双向通信。响应于来自流程编排引擎组件412的请求，流程编排决策器组件416确定流程编排引擎组件412是否要向分析设备108和预分析设备104分派指令。

通信接口404a至404c中的每一个的存储器可以存储一个或多个处理器可访问的信息，包括可以由一个或多个处理器执行的指令。上述的流程编排引擎线程将在通信接口404a至404c中的任何可用处理器核上执行。如上所述，流程编排引擎组件412向流程编排决策器组件416请求决策。如果返回了决策，则流程编排引擎组件412将动作分派给适当的通信接口404a至404c。当通信接口404a至404c接收到涉及状态的消息时，其从流程编排引擎组件412获取状态，并以其新状态更新流程编排状态组件408。然后，流程编排状态组件408中的新流程编排状态触发流程编排引擎组件412运行。

存储器包括可以由处理器取得、操纵或存储的数据。存储器可以是能够存储处理器可访问的信息的任何非暂时性类型，例如硬盘驱动器、存储卡、ROM、RAM、DVD、CD-ROM、具有写能力的存储器和只读存储器。

指令可以是由一个或多个处理器直接执行的任何一组指令(例如，机器代码)，或是由一个或多个处理器间接执行的任何一组指令(例如，脚本)。在这方面，术语“指令”、“应用”、“步骤”和“程序”在本文中可以互换使用。指令可以以目标代码格式存储以供处理器直接处理，或者以任何其他计算设备语言(包括按需解释或预先编译的独立源代码模块的脚本或集合)存储。将在下面更详细地说明指令的功能、方法和例程。

一个或多个处理器可以根据指令来取得、存储或修改数据。例如，尽管本文描述的主题不受任何特定数据结构的限制，但是数据可以作为具有许多不同字段和记录的表或XML文档存储在计算机寄存器中、关系数据库中。数据还可以以任何计算设备可读格式来格式化，例如但不限于二进制值、ASCII或Unicode。此外，数据可以包括足以标识相关信息的任何信息，例如数字、描述性文本、专有代码、指针、对存储在其他存储器中(例如在其他网络位置处)的数据的引用，或可以包括由用于计算相关数据的函数使用的信息。

由通信接口232、236a1和236a2中的每一个实现的一个或多个处理器可以是任何常规处理器，例如可商购的CPU。备选地，处理器可以是专用组件，例如专用集成电路(“ASIC”)或其他基于硬件的处理器。

在一些实施例中，处理器或存储器实际上可以包括多个处理器和/或存储器，所述多个处理器和/或存储器可以存储在相同物理壳体内或可以不存储在相同物理壳体内。例如，存储器可以是位于与处理器的壳体不同的壳体中的硬盘驱动器或其他存储介质。因此，对处理器、计算设备或存储器的引用将被理解为包括对可以并行操作或可以不并行操作的处理器、计算设备或存储器的集合的引用。

在图2A所示的实施例中，分析仪计算设备236a1、236a2和预分析计算设备232位于它们各自的仪器内。流程编排核心计算设备224的位置很大程度上取决于设计选择。如图所示，流程编排核心计算设备224还可以与代码扫描仪304和预分析仪器104(图2A)的用户界面112通信。代码扫描仪304位于预分析仪器104的输入窗口116内。在一个实施例中，用户界面112是安装到预分析仪器104(图2A所示)的外壳上的触摸屏设备。然而，应当理解，用户界面112可以包括能够无线地(例如通过Wi-Fi连接无线地)连接到流程编排核心计算设备224的移动设备。仅作为示例，用户界面112可以是能够经由网络208获得信息的移动电话或设备，例如具有无线功能的PDA、平板PC或上网本。在另一示例中，流程编排设备计算设备224可以是位于远离分析系统100的物理位置的台式设备。

流程编排核心应用

如图4所示，流程编排核心应用220包括用于信息流的组件，例如通信接口404a至404c、流程编排决策器组件416、流程编排引擎组件412和流程编排状态组件408。流程编排状态组件408接收并保存有关流程编排状态的所有信息(即，针对包括预分析系统和分析系统的系统100的样本处理和分析的状态)。流程编排决策器组件416实现如下这样一种算法，该算法基于从流程编排状态组件408接收到的流程编排状态来确定要采取的下一动作。通信接口404a至404c的任务是处理来自分析仪器和预分析仪器的用于更新流程编排状态的输入信息。

流程编排引擎组件412提供对流程编排状态的保护访问，操作流程编排决策器组件416，并以分发给计算设备232、236a1和236a2的指令的形式执行由流程编排决策器组件416做出的决策。如前所述，流程编排核心应用220是状态机。因此，在决策做出过程中发生的状态变化会使决策无效。流程编排引擎组件412在做出决策时提供对流程编排状态组件408的保护访问，使得由流程编排核心应用220做出的决策是原子决策(atomic decision)(即一次做出一个决策)。

在一个实施例中，为了确保这样的决策是原子的，流程编排引擎组件412在其自己的线程上运行，并被配置为实施一种或多种策略以防止在决策做出过程中状态更新。在其他实施例中，线程不是即时(on the fly)可配置的。例如，在一个实施例中，流程编排引擎组件412被配置为在制作流程编排状态的副本时锁定流程编排状态。流程编排状态的这种副本用于决策做出过程。这允许在较短的时间段内应用流程编排状态的锁定，从而限制竞争条件的机会。当在执行决策期间多段状态数据改变时，可以发生竞争条件。例如，决策开始时有一批次三十个患者样本，而决策结束时有两个批次六十个样本。这两种状态是一致的。如果流程编排状态不受流程编排引擎组件412的控制，则可能会看到一批次六十个样本的不一致状态，因此做出“无效”决策。

在另一实施例中，流程编排引擎组件412可以被配置为首先确定要执行什么动作，然后执行该动作。附加地，流程编排引擎组件412可以被配置为在决策做出过程中对流程编排状态应用锁定。如果关于执行哪个动作的决策很快，也可以允许在短时间段内应用锁定。延迟的决策可以延迟处理，并且延迟的决策可以阻止状态更新。

在另一实施例中，所有状态变化被自动输入到队列中。流程编排引擎组件412可以被配置为从等待状态唤醒(例如，退出等待状态或睡眠状态)，并处理队列中的每个变化。当队列为空时，流程编排引擎组件412可以被配置为随后运行流程编排决策器组件416并执行决策。

在另一实施例中，可以由流程编排核心计算设备224实现的流程编排核心应用220被配置为在流程编排引擎组件412和流程编排状态组件408上应用锁定。如果流程编排引擎组件412处于等待状态，则释放锁定，这指示与锁定状态相关联的所有活动均已完成。在该实施例中，锁定被保持更长的时间，并且如果流程编排引擎组件412忙可以防止其他线程执行。由于锁定时间更长，因此更有可能发生竞争条件。

流程编排子应用系统

如图5A所示，分析仪器108a1和108a2和预分析仪器104包括流程编排子应用240、244a1、244a2。这些应用240、244a1和244a2存储在计算设备232、236a1和236a2的相应存储器上，并向它们相应的处理器提供指令，该指令涉及单元104、108a1和108a2内的硬件设备(例如，如上所述的硬件设备)的协调和控制。流程编排子系统240、244a1和244a2是流程编排核心应用220与仪器104、108a1和108a2内的各个组件/子系统/硬件之间的通信链路。在这方面，子应用240、244a1和244a2帮助执行由流程编排核心应用220提供的指令，并允许每个仪器104、108a1和108a2的模块化。因此，如图所示，指令从流程编排核心应用220流到仪器104、108a1和108a2的各个设备。当指令沿朝向硬件设备的方向传递时，通过授予权限进行编程，这种一般指令转换为离散设备的目标动作。例如，当预分析仪器104接收到一架样本时，一个或多个流程编排子应用240向特定设备264发出特定指令，以完成支持将这一架样本接收到预分析仪器104中所需的任务。在这方面，信息从各个设备264流向流程编排核心应用220。这种信息可以包括设备264的操作状态、耗材的当前水平以及特定样本的位置。这种金字塔结构允许流程编排核心应用220专注于高层决策和信息收集。

流程编排子应用240、244a1和244a2可以类似于流程编排核心应用220被配置为协调每个单元104、108a1、108a2内以及跨单元104、108a1、108a2的各种设备之间的活动。例如，预分析仪器104的输送机管理器子应用和第二分析仪器108a2的机械臂管理器子应用可以协调相应的输送机和机械臂的可用性和操作，以便将样本容器从预分析仪器104的输送机移转到分析仪器108a2的机械臂。

此外，子应用240、244a1、244a2可以是在其自己的线程上运行的状态机。例如，预分析仪器104可以具有架管理器子应用，其是在其自己的线程上运行的状态机。架管理器子应用可以负责协调在整个预分析仪器104中移动一架样本的活动。例如，架管理器子应用可以容纳架对象并基于指派给对象的架状态值做出决策，架状态值可以是指示架在哪里以及正对其执行什么操作的单个枚举。这种决策可以包括要移动哪架样本以及该架样本要被移动到的何处。此外，架管理器子应用协调利用预分析仪器104内的其他组件或站(例如样本转换站或架升降机)对架的移转。

然而，由于架管理器子应用是状态机，因此在决策做出过程中发生的状态变化会使决策无效。为了确保这种决策是原子的，架管理器子应用被配置为实施一种或多种策略以防止状态在决策做出过程中更新。例如，在一个实施例中，架管理器子应用可以被配置为在制作架状态的副本的同时对架状态应用锁定。这种副本将用于决策做出过程。这将允许在短时间段内应用锁定，从而限制竞争条件的机会。

图5B是参考图2B和图3B描述的集中式分析系统的流程编排核心应用和流程编排子应用的框图。如图5B所示，流程编排子系统240b、244b1和244b2是流程编排核心应用220b与仪器104b、108b1和108b2内的各个组件/子系统/硬件之间的通信链路。流程编排子应用240b、244b1和244b2可以类似于流程编排核心应用220b被配置为协调每个单元104b、108a1、108a2内以及跨单元104b、108a1、108a2的各种设备之间的活动。子应用240b、244b1、244b2可以是在其自己的线程上运行的状态机。核心应用220b可以是在其自己的线程上运行的状态机。

多层流程编排核心应用架构

图6示出了流程编排核心应用220的架构，如图所示，该架构具有多仪器服务层610、流程编排层620和仪器模块层630。每一层由多个系统用户对象组成，每个系统用户对象封装单独的用户操作类别。多个系统用户对象有利地包括(1)服务级别对象层610，包括用于图6所示的系统的模块服务基础模块614。服务级别对象层610是流程编排控制应用服务模块612的一部分，流程编排控制应用服务模块612与流程编排层620、仪器模块控制层630以及仪器模块层650中的模块进行通信。流程控制应用服务模块612与请求样本信息的模块646、协调批次的模块642、管理模块注册的模块636、以及更新库存状态的模块632进行通信。流程编排控制应用服务模块612还与其层中的其他模块通信(即，与模块服务基础模块614通信，并通过模块服务基础模块614与服务基础模块616通信)。

在一个实施例中，流程编排引擎模块(或组件)624与模块服务基础模块614通信，模块服务基础模块614还从流程编排控制应用服务模块612接收指令。流程编排引擎模块624从流程编排状态模块622获取流程编排状态。流程编排状态模块622从层630中的每个模块、以及间接从层650中的每个模块接收状态信息。这些模块是库存状态更新器模块632、每测定可用耗材模块634、模块注册管理器636、模块状态模块638、批次模块540、协调批次模块642、样本模块644和请求样本信息模块646。响应于来自流程编排引擎模块624的请求，流程编排决策器模块626确定流程编排引擎模块624是否要向其他模块分派指令。

请求样本信息模块646与仪器注册模块658通信，以提供指令并获得关于在仪器中对各个样本的注册和跟踪的信息。在一个实施例中，通过仪器读取所接收到的样本容器上的样本代码来获得样本信息。还对转移容器上的样本代码进行注册，以标识和跟踪仪器中的转移容器。注意，流程编排控制应用模块612启动来自请求样本模块646的样本信息请求，这使得仪器注册模块658获得与样本容器和转移容器有关的信息。当获得了样本信息时，样本信息模块644中的样本信息被更新。更新后的样本信息被传递到流程编排状态模块622。

层630还具有模块642，模块642通过与仪器中的仪器协调批次模块656通信来协调批次。通过与层630中的协调批次模块交互，仪器协调批次模块656向穿梭器填充由流程编排控制应用服务模块612指定为相同批次的样本。协调批次模块642还向仪器协调批次模块656提供指令以启动仪器协调批次模块656中的批次处理器装置，并且为仪器协调批次模块656提供指令以开始穿梭器转移。协调批次模块642与流程编排状态模块622和批次模块640(其又与流程编排状态模块622通信)两者进行通信。

层630还具有模块640，模块640将模块状态传递给流程编排状态模块622。模块状态模块638从模块注册管理器636获取信息，模块注册管理器636从层610中的流程编排控制应用服务模块612接收指令和指示。模块注册管理器636还将信息传递到流程编排状态模块622。基于来自流程编排控制应用服务模块612的指令，模块注册管理器636与仪器设备注册模块654通信。

如上所述，层630具有更新库存状态的模块632。库存状态模块632从流程编排控制应用服务模块612接收实例化指令，并以任何状态更新来更新流程编排状态模块622。库存状态更新模块632控制预分析仪器中的库存模块652以获得与仪器中的耗材的状态有关的各种信息。该信息包括有关可用耗材的库存信息；根据需要取得耗材；保留耗材；恢复耗材；改变库存。

在另一实施例中，架管理器子应用可以被配置为首先确定要执行的动作，然后执行这些动作。附加地，架管理器子应用可以被配置为在决策做出过程中对架状态应用锁定。如果关于要执行哪个动作的决策是快速做出的，这也可以允许在短时间段内应用锁定。

在另一实施例中，所有架状态变化被自动输入到队列中。架管理器子应用可以被配置为从等待状态唤醒并处理队列中的每个变化。当队列为空时，架管理器子应用可以被配置为执行决策。

在又一实施例中，架管理器子应用可以被配置为在架管理器子应用上应用锁定。如果架管理器子应用处于等待状态(这指示与锁定的架状态相关联的所有活动已完成)，则释放锁定。

仪器和测定状态

在一个实施例中，仪器设置有定义的状态。例如，仪器状态可以被定义为如表1中所示的那样。

表1.状态定义

参考图7和图8，示出了将一种状态改变为另一种状态的命令。例如，当仪器处于掉电状态时，上电命令将状态改变为“离线空闲”。当正在执行离线过程(例如，仪器服务、软件更新等)时，离线空闲状态可以改变为“离线忙”，在执行离线过程的情况下，离线空闲状态将保持，直到离线过程完成之后。如果没有阻止状态从离线空闲改变为在线空闲的离线过程，则使用一条命令使仪器在线，并将状态改变为在线空闲。在在线空闲状态下，可以指示仪器启动过程。在完成后，仪器将返回在线空闲状态。如果仪器在执行期间暂停(暂停忙)，则在状态恢复为在线忙并且过程完成之前，不会启动任何新过程。当仪器处于在线空闲状态时，除非进入暂停空闲状态，否则它将一直可用于接收命令以进行进一步的活动，在暂停空闲状态的情况下，可以不启动新的过程或接收指令以使仪器离线。

系统还具有定义的测定状态。在一个实施例中，测定可以具有下表2中列出的状态之一。

表2.测定状态定义

图9示出了针对特定测定状态是如何存储的。如果测定状态为“不允许”，则应用测定的区域规则，在这种情况下，测定将以“不合格”状态提供，“不合格”状态将允许执行测定，但测定结果将不符合患者要求。为了获得合格，执行将受到挑战。如果状态合格，但已发布了新版本的测定，则在新版本合格之前仍执行较旧版本的测定。

确定测定或测定步骤顺序

流程编排核心应用220可以基于所接收的样本、订购的测定以及资源248、252的可用性来确定测定或测定步骤的执行顺序。图10是确定用于样本的测定或测定步骤的执行顺序以最大化性能的非限制性示例性方法1000的框图。在一个实施例中，流程编排核心应用220可以实现方法1000或方法1000的一部分。在框1004处开始之后，在框1008处，方法1000接收扫描的样本代码。例如，在容器中的一架样本到达分析系统100的输入窗口116之后，分析系统100的代码扫描仪304可以扫描粘贴到样本容器上的样本标识符，例如条形码和二维码。方法1000可以在扫描仪304扫描样本代码时接收扫描的样本代码。在判定框1012处，如果扫描仪304扫描并接收到附加的样本代码，则方法1000可以返回到框1008以接收更多的样本代码。附加的样本代码可以来自同一架样本或者来自分析系统100接收的另一架样本。

在判定框1012处，如果没有扫描和接收到附加的样本代码，则方法1000可以前进到框1016，在框1016处，方法1000确定要对接收和扫描的样本执行的测定。例如，方法1000可以从实验室信息系统204或医院信息系统接收对所接收和扫描的样本的测定指令。方法1000可以基于从样本代码确定的样本标识和测定指令来确定要对样本执行的测定。例如，医生可以为患者订购三种测试A、B和C，并且包含患者样本的容器上可以贴有样本代码123456。在方法1000接收到样本代码123456之后，方法1000可以确定样本的标识(即患者的样本)，并确定医生已为该患者订购或指定的三种测定。

方法1000前进到判定框1020，在其中方法1000确定每个样本的状况是否满足针对样本订购的一个或多个测定的要求。样本的状况可以是样本容积、样本时龄、样本质量(例如样本不透明度)。例如，医生为患者订购的三种测定A、B和C分别需要1ml、5ml和10ml。然而，由预分析仪器104确定的患者样本的容积可能仅为15ml。因此，患者样本的容积不能满足订购的三种测定的总要求，因为患者样本的容积仅足以进行两种测定。如果样本不满足订购的一个或多个测定的要求，则方法1000前进到框1024，在框1024中，方法1000通知用户样本状况不满足订购的测定的要求。例如，流程编排核心应用220可以使用分析系统100的用户界面112显示错误消息。然后，方法1000在框1028处结束。

在一些实施方式中，用于样本的测定指令可以包括要执行的测定的优先级。即使样本的状况不满足针对样本订购的所有测定的要求，方法1000也可以确定应当对样本进行的测定。例如，患者样本的测定指令可以指示测定A和B的结果只能一起解释。测定指令还可以指示测定A比测定C更重要。因此，方法1000可以从框1020前进以执行测定A和B，并且通知用户将不执行测定C。在一些实施方式中，方法1000可以显示可以对样本执行的可能的测定，并且请求关于应当执行的测定的用户输入。

在判定框1020处，如果样本状况满足订购的测定的要求，则方法1000前进到判定框1032，在其中方法1000确定包括预分析仪器104和分析仪器108的分析系统100是否具有足够的资源来执行所有订购的测定。如果分析系统100不包含足够的资源，则方法1000前进到框1024，在框1024中，通知用户分析系统100不包括足够的资源来执行订购的测定。然后，方法1000前进到框1028，在框1028中，方法1000结束。例如，预分析仪器104可能需要将患者的样本从样本容器移液到三个较小的容器中。然而，预分析仪器104可能没有移液管吸头，或者可能仅有两个较小的容器。方法1000可以经由用户界面112向用户通知用户需要在预分析仪器104中储备更多的移液管吸头和容器。

表3示出了分析系统100的示例性资源，该分析系统100可以要求排他性访问，使得每个资源仅可以用于一个样本或一批次样本的制备或分析。这些资源中的一些可以由分析系统100自动启动。这些资源中的一些可以要求特定用户启动或用户动作(可能是在分析系统100向用户提供了供用户选择的选项之后)。例如，用户可以启动清空分析系统100的废物容器。作为另一个示例，在日常维护期间，分析系统100可以暂停直到用户确认提取区域已经清洁。表4示出了分析系统100的示例性附加资源。

表3.可以要求排他性访问的分析系统的资源

组	名称	启动
			维护	每日	用户调度或请求
样本	转换	宾馆中的架
			样本	通过	宾馆中的架
样本	HPV样本批次	组装批次
			状态改变	软件更新	用户调度
状态改变	暂停Dory	用户请求
			架	加载样本架	I/O托盘中的架
架	卸载完成的架	用户请求
			耗材	储备Dory耗材抽屉	用户请求
耗材	清空Roz废物	用户请求
			干预	将管子卡在穿梭器中	耗材故障

表4.分析系统的资源

在一种实施方式中，方法1000可以在系统资源不足的情况下确定可以执行的测定的组合，并让用户确定应执行的测定。在另一实施方式中，测定指令可以包括测定和样本优先级，使得方法1000可以通知用户缺乏系统资源，并且从判定框1032前进以基于测定和样本优先级执行测定。

在判定框1032处，如果分析系统100包含足够的资源，则方法1000前进到框1036，在框1036中确定分析系统100可以同时执行的测定步骤或测定。例如，如果为患者订购的测定A和B分别需要在65℃和95℃下加热，并且如果分析仪器108仅包含一个用于加热样本的加热板，则这两个步骤不可以同时进行。然而，如果分析仪器108包含两个或更多个加热板，则可以同时执行这两个测定步骤。

方法1000前进到判定框1040，以确定测定指令是否包括任何特殊指令。例如，特殊指令可以声明用于特定患者的测定指令是加急指令，并且具有最高优先级。作为另一示例，特殊指令可以指示两个测定都被执行或者两个测定都不被执行(可能是因为患者的测定结果需要一起解释)。如果没有特殊指令，则方法1000前进到框1044以确定执行顺序以最大化性能指标。性能指标可以基于一个或多个因素，例如用于执行所有测定的持续时间，用于执行所有测定的精力以及测定结果的质量或准确性。执行顺序可以受到调度的事件的影响。例如，调度的事件可以是日常维护、调度的固件或软件更新、调度的硬件升级和调度的停电。执行顺序可以受到分析系统100的组件的物理或逻辑配置的影响。例如，执行顺序可以受到预分析仪器104、分析仪器108、电子仪器264和268的物理或逻辑配置的影响。执行顺序可以受到样本容器的类型或样本的其他标识元素的影响。例如，对于针对样本订购的测定的类型，包含所接收的样本的容器可能不是优选的。执行顺序可以包括将样本从接收的样本容器转移到更合适的样本容器的步骤。然后，方法1000在框1028处结束。

在判定框1040处，如果测定指令包括特殊指令，则方法1000可以前进到框1048，以特殊指令优先化的方式确定要执行的测定的执行顺序，同时最大化性能指标。例如，如果患者的测定订购是紧急订购，则方法1000可以确定使除了紧急命令的测定性能之外的测定的性能最大化的执行顺序。在一些实施例中，除非首先执行所有紧急指令，否则将测定的性能最小化。然后，方法1000在框1028处结束。

示例顺序确定

图11是确定用于样本的测定步骤的执行顺序以最大化性能的非限制性示例的示意图。分析系统100可以包括三种资源A、B和C。这三种资源可以是例如涡旋仪、移液管和加热板。测定1、2和3要求按照A、B和C，A、C和B以及B、A和C的顺序使用这三种资源。为了最大化性能，可以将需要相同资源的不同测定的测定步骤放在一个批次里。图11示出了测定步骤的三种可能执行顺序。如图11所示，执行顺序(1)与执行顺序(2)和(3)相比需要更长的运行时间。然而，如果紧急指令包括测定1，则执行顺序(1)可以使性能指标最大化。在图11中，可以在首先执行紧急指令的同时批处理需要资源B的测定的步骤以最小化总运行时间。

执行顺序(2)和(3)被示出为需要相同的运行时间。如果性能指标是基于时间的，并且需要资源A、B和C的测定步骤必须连续执行，则使性能指标最大化的执行顺序可以是执行顺序(2)。如果性能指标是基于精力的并且资源B比资源C使用更多的精力，则使性能指标最大化的执行顺序可以是执行顺序(3)。

确定更新的测定或测定步骤顺序

在流程编排核心应用220确定执行顺序之后，在对样本的测定的执行完成之前，分析系统100可以从实验室信息系统204或医院信息系统接收新的测定指令。在分析系统100开始处理和分析样本之后或之前，可以接收新的测定指令。图12是在接收到新的测定指令之后确定测定或测定步骤的更新的执行顺序的非限制性示例性方法1200的框图。在一个实施方式中，流程编排核心应用220可以实现方法1200或方法1200的一部分。在框1204处开始之后，方法1200前进至框1208，在其中流程编排核心应用220确定针对样本订购的测定的执行顺序。流程编排核心应用220可以基于参考图10描述的方法1000来确定测定的执行顺序。

方法1200前进到框1212，在框1212中，接收新的测定指令。例如，流程编排核心应用220可以通过网络208从实验室信息系统204接收新的测定指令。所接收的新的测定指令可以用于新样本或现有样本。例如，新的测定指令可以用于分析系统100先前接收和扫描的现有样本。当接收到新的测定指令时，分析系统100可以处于执行已经针对样本订购的一个或多个测定的过程中，或者分析系统100可以等待仪器设备264、268变得可用，然后执行已经针对样本订购的一个或多个测定。作为另一个示例，新的测定指令可以用于尚未被接收和扫描的样本100。

方法1200前进至判定框1216，以确定新的测定指令是用于现有样本还是用于新样本。如果新的测定指令用于新样本，则方法1200前进到框1220，在框1220中，流程编排核心应用220接收新的样本标识符，例如条形码或二维码。例如，分析系统100可以通过分析系统的输入窗口116接收新样本。流程编排核心应用220可以接收使用代码扫描仪304扫描的样本代码。在接收到新的样本代码之后，方法1200前进到框1124，在其中流程编排核心应用220可以确定新的执行顺序。新的执行顺序可以基于分析系统100根据当前正在执行的测定或测定步骤可以执行的测定或测定步骤。表5示出了根据当前正在执行的其他测定或测定步骤可以同时执行的测定或测定步骤的四种状态。当前正在执行的限制性最高的测定或测定步骤可能会影响前瞻性测定或测定步骤。在一些实施例中，当前正在执行的限制性最高的测定或测定步骤确定可以执行的前瞻性测定或测定步骤。表5中的四个状态从限制性最低到限制性最高的顺序排列。就分析系统100的资源而言，限制性最低的状态执行起来最昂贵。

表5.测定或测定步骤并发性

在判定框1216处，如果新的测定指令用于新样本，则方法1200前进到框1220，在其中流程编排核心应用220可以确定新的执行顺序。流程编排核心应用220可以基于参考图10描述的方法1000来确定测定的新的执行顺序。该方法在框1228处结束。所确定的新的执行顺序可以用于最大化性能指标，例如完成测定所需的时间或精力，或测定的优先级。

在一个实施方式中，在框1120处，方法1200可以在接收新样本代码之前，为现有样本和新样本确定新的执行顺序。方法1200可以连续确定新的执行顺序，直到接收到新样本代码为止。因此，当分析系统100接收到新样本并且方法1200接收到新样本代码时，分析系统100可以继续执行测定以最大化性能，而在确定新的执行顺序时不会引起任何时间延迟。

确定测定或测定步骤的执行顺序

流程编排核心应用220可以基于所接收的样本、订购的测定、资源248、252的可用性以及电子仪器264、268的操作状态来确定测定或测定步骤的执行顺序。图13是确定测定或测定步骤的执行顺序和更新的执行顺序以最大化一个或多个性能指标的一种示例性方法1300的流程图。在一个实施例中，流程编排核心应用220可以实现方法1300或方法1300的一部分。在框1304处开始之后，方法1300前进至框1308，在其中流程编排核心应用220接收用于一或多个受试者(例如患者)的生物样本的测定指令。测定指令可以包括对一种或多种生物样本中的每一种执行一个或多个测定。例如，测定指令可以包括执行全血细胞计数(CBC)、血液化学测试、血液酶测试和血液测试以评估受试者的样本的心脏病风险，以及执行血液测试以评估心脏病风险。流程编排核心应用220可以从指令提供者(例如医疗保健提供者)或实验室人员(例如实验室技术员)接收测定指令。

在接收到测定指令之后，方法1300前进至框1312，在其中流程编排核心应用220基于测定指令确定要在电子仪器264、268上对生物样本执行的测定。确定要执行的测定可以包括从实验室信息管理系统的数据库取得与测定相关的信息。

方法1300从框1312前进到框1316，在其中流程编排核心应用220确定可用的测定资源以及电子仪器264、268的操作状态。测定资源可以包括稀释剂、试剂、测定对照样本、移液管吸头、样本管、提取管、聚合酶链反应(PCR)板、废物容器中的可用空间或其任何组合。

在框1320处，流程编排核心应用220可以确定测定的执行顺序。例如，执行顺序可以基于在框1316处确定的可用的测定资源以及电子仪器264、268的操作状态。流程编排核心应用220可以确定执行顺序以最大化分析系统100的一个或多个性能指标。在一种实施方式中，流程编排核心应用220可以可选地接收样本扫描代码以确定已接收的样本并针对所接收的样本确定执行顺序。

电子系统的性能指标可以包括每时间段的有效测定结果的数量或者基于每时间段的有效测定结果的数量来确定。可以基于每时间段(例如，每8小时一轮，24小时时间段，一周或更长时间)的生物样本的生化稳定性和测定资源的生化稳定性来确定有效测定结果的数量。例如，可以基于每时间段的可用测定结果的数量来确定性能指标。例如，可以优化或最大化有效测定结果的数量以确保在最终生化稳定性之前产生测定结果。执行对生物样本执行的测定的所有步骤不能保证临床上可用的结果。各种因素可能会使结果无效。例如，流程编排核心应用220可以在测定协议执行的各种状态下跟踪库存和样本的生化寿命。超过这些寿命限制可能会使得测定结果具有不确定性，因此会降低机器的吞吐量。因此，流程编排核心应用220可以跟踪患者样本、测定对照物、测定试剂等的活力。这些寿命随着测定的执行而改变，并且样本的生物化学性质通过测定步骤而改变。流程编排核心应用220可以计划确保一旦开始在患者样本过期之前完成所有测定或测定步骤。

性能指标可以包括每单位时间段测试的生物样本的数量。例如，主要指标可以是每时间段测试的样本的数量，例如每天测试的样本的数量。流程编排核心应用220可以尝试使所有分析模块268和子模块以及预分析模块264和子模块保持忙。这些硬件资源的充分利用可以帮助系统实现最大吞吐量。任何模块或子模块的空闲时间都会对整体性能产生负面影响。

在一种实施方式中，性能指标包括每单位时间段操作分析系统100所需的实验室人员的劳动或时间。流程编排核心应用220可以在其整个处理中跟踪样本。编排核心应用220可以跨到不同容器的转换并跨不同模块(分析模块、分析子模块和预分析模块)跟踪样本。因此，实验室人员可以免除此责任，并且可以从处理链中消除人为错误。其他实验室人员可以询问患者样本的位置和测定进度。如果针对单个患者样本订购了多个测定，则流程编排可以在无需实验室人员干预的情况下协调和跟踪多个测定的执行。性能指标可以包括在每时间段电子系统不需要实验室人员输入的最大时间量和/或电子系统需要实验室人员输入的最小次数。例如，可以基于用户必须返回系统之前的最大允许时间、在给定时间段内用户必须返回系统的最小次数来确定性能指标。

也可以基于每时间段电子系统的中断次数来确定所需的劳动。例如，系统使用的第二重要指标可以是操作分析系统100所需的劳动。分析系统100可以被设计为最小化每轮的实验室人员的中断次数。通过将大批人工操作分组在一起，可以最大程度地减少特定实验室功能的中断。这要与实现最大吞吐量相平衡，这可能需要操作者保留仪器储备并准备进行更多测定。

可以基于一个或多个预定状况(例如测定的紧急性，受试者的概况，指令提供者的身份或其组合)来确定性能指标。状况可以通过服务水平协议指定的测定的紧急性来确定。例如，从临床实践的角度来看，可以是要执行的测定或要完成的测试的紧急性，例如患者管理中的紧急性。作为另一个示例，可以基于患者概况(例如，患者人口统计学以及测定和受试者的统计属性)来确定要执行的测定的紧急性。例如，要执行的测定的紧急性可能受到操作该系统的实验室的业务流程以及满足实验室与指令提供者(例如实验室客户)之间的服务水平协议的需求的影响。作为另一个示例，该状况可以是一次性事件，例如实验室人员暂时将样本放错了位置。

在一个实施例中，性能指标包括加权矩阵，该加权矩阵具有每单位时间段的有效测定结果的数量、每单位时间段测试的生物样本的数量、每单位时间段操作电子系统所需的劳动、和/或本文公开的其他变量或因素，它们以升序或降序加权。在一个实施例中，性能指标包括与测定的持续时间、生物样本的优先级、每个生物样本的生化稳定性、电子仪器的状态、执行多个测定所需的多个测定资源的并发性或其任何组合相对应的指标。在另一个实施例中，性能指标反映了样本和测定的预定指导原则。例如，测定顺序可以包括诸如结果紧急性、样本超期、用户定义的参数之类的参数。性能指标可以反映这样的参数。实验室人员可以改变要处理的单个样本或一组样本的优先级。

确定执行顺序可以包括基于可用的测定资源来确定一个或多个测定的执行顺序。流程编排核心应用可以考虑可用库存、硬件组件的操作状态、患者订购的测定、样本可用性、样本时龄、已在处理的批次、分析模块、分析子模块和预分析模块的可用性、生化稳定性和/或实验室业务实践。高效的流程编排可以最大程度地减少耗材支出、空闲的分析模块、分析子模块和预分析模块以及不确定性结果。

确定执行顺序可以包括将多个生物样本组织成多个样本批次。可以将电子仪器配置为同时处理一批样本。可以为电子仪器配置测定资源以同时处理一批样本。例如，热循环执行需要类似的测定，因为所有样本都暴露于相同的温度变化和频率下。因此，可以将样本组织成批次。耗材和仪器设备264、268可以被设计为在每次测定中以离散的批次大小处理样本。例如，仪器设备264、268可以被设计为以96孔板格局处理96个样本。因此，为了使总吞吐量最大化，用于测定的每个批次应包括96个样本。

在框1324处，流程编排核心应用220可以将测定资源分配给要执行的测定。流程编排核心应用220可以跟踪可用的测定资源，并在测定资源不可用或预期不可用时通知实验室人员。例如，流程编排核心应用220可以跟踪每个分析模块和预分析模块中耗材库存的当前水平。流程编排核心应用220知道已经分配给处理中的批次的数量。它知道每个测定类型的批次所需的耗材库存的数量。该知识允许流程编排核心应用220做出与应处理哪些样本以及何时开始有关的决策。

在分配测定资源之后，方法1300可以前进到框1328，在其中流程编排核心应用220可以基于在框1320处确定的执行顺序来配置电子仪器264、268。例如，流程编排核心应用220可以基于在框1320处确定的执行顺序来调度电子仪器264、268以执行测定。

在框1332处，分析系统100可以使用基于执行顺序配置的电子仪器对生物样本执行测定。流程编排核心应用220可以在执行测定的同时跟踪电子仪器264、268的操作状态。模块化测定仪器是复杂的机器。电气、机械和气动系统可能会发生故障。为了实现每天最高样本指标，流程编排核心应用220可以监测设备健康状况并使测定的执行适应于操作硬件。例如，流程编排核心应用220可以监测电子仪器264、268的操作状态。电子仪器264、268的操作状态可以包括故障状态、离线状态、在线状态、暂停状态、掉电状态、忙碌状态、空闲状态或其任何组合。当流程编排核心应用220确定或接收到电子仪器264、268之一的操作状态为故障状态的指示时，流程编排核心应用220可以向实验室人员通知故障状态。

备选地或附加地，流程编排核心应用220可以通知实验室人员何时要在分析系统100中补充库存以及补充什么库存。库存项目包括稀释剂、试剂、测定对照样本、移液管吸头、样本管、提取管和PCR板。可用资源可以包括各种废物容器中的可用空间。

在判定框1336处，如果电子仪器264、268之一的操作状态是故障状态，则方法1300前进到框1340，在其中流程编排核心应用220释放为执行尚未完成的测定分配的测定资源。在释放测定资源之后，方法1300前进到框1316，在框1316处，流程编排核心应用220可以确定更新的可用测定资源和更新的电子仪器264、268的操作状态(包括电子仪器264、268之一的不可用操作状态)，并且基于更新的可用测定资源和更新的电子仪器265、268的操作状态来确定未完成的测定的更新的执行顺序。在一个实施例中，流程编排核心应用220连续确定更新的执行顺序，并释放资源和分配资源。更新的执行顺序可以基于电子仪器264、268的操作状态、可用资源、以及新的测定指令和所接收的新样本。

如果在执行测定期间电子仪器264、268的操作状态不包括故障状态，则分析系统100可以继续对生物样本执行测定，直到所有测定或测定步骤均完成为止，方法1300在框1344处结束。

图14是确定测定或测定步骤的执行顺序和更新的执行顺序以最大化一个或多个性能指标的一种示例性方法1400的流程图。在一个实施例中，流程编排核心应用220可以实现方法1400或方法1400的一部分。在框1404处开始之后，方法1400可以前进到框1408、1412、1416、1420、1424、1428和1432，它们如参考框1308、1312、1316、1320、1324、1328和1332中所描述的那样。

在判定框1436处，流程编排核心应用可以确定不再需要对样本进行测定。然后，方法1400可以前进到框1440，在其中流程编排核心应用释放为执行未完成的测定分配的测定资源，如参考图13中的框1340所述。例如，流程编排核心应用可以接收使用一个或多个电子仪器使用所确定的顺序而确定的生物样本的测定的结果。流程编排核心应用可以确定无需对相同生物样本或另一生物样本执行的第二测定。例如，由于根据先前测定结果的推断结果，可以取消可以包含一个或多个测定的工作单元。由于不再需要执行第二/待定测定，因此这种取消可以节省成本或节省时间。流程编排核心应用可以通过一组规则来确定待定的测定不再与临床诊断相关。例如，用于确定生理状况或状态的第一便宜的测定可以具有低的假阳性率和高的假阴性率，并且用于确定相同的生理状况的第二昂贵的测定可以具有低的假阳性率和低的假阴性率。流程编排接收到的指令可以包括对样本执行两个测定，并且流程编排核心应用可以确定应该在执行第二测定之前执行第一测定。如果第一测定的结果为阴性，则可以执行第二测定。如果第一测定的结果是阳性，则流程编排核心应用可以确定不需要执行第二测定。流程编排核心应用可以确定更新的执行顺序(排除对样本执行第二测定)，以最大化分析系统的至少一个性能指标。可以基于更新的执行顺序来释放资源。

如果需要所有测定，则分析系统可以继续对生物样本进行测定，直到所有测定或测定步骤完成为止，其中方法1400在框1444处结束。

附加特征

存储测定结果。分析系统100或100A可以基于从实验室信息系统接收到的测定顺序和由流程编排核心应用确定的执行顺序来执行测定。尽管下面列出的模块与图2A所示的分析系统100相关，但是这些相同的测定可以类似地由图2B的分析系统100A执行。在测定完成之后，分析系统100可以通过网络208将测定结果发送到实验室信息系统204。由于网络或其他问题，当测定结果可用时，分析系统100可能无法通过网络208与实验室信息系统204建立连接。在该实施例中，分析系统100可以在本地存储测定结果，然后一旦建立连接就将结果发送到实验室信息系统204。分析系统100可以尝试周期性地重新建立连接。如果无法重新建立连接，则可以向实验室人员通知故障状态。该通知可以是例如未将结果发送到实验室信息系统204的电子邮件、文本、声音或其他指示。分析系统100可以以未加密格式或使用对称秘钥方案的加密格式存储测定结果。

监测库存和操作完整性。流程编排核心应用220可以基于接收到的样本、订购的测定、资源248、252的可用性以及电子仪器264、268的操作状态来确定测定或测定步骤的执行顺序。流程编排核心应用220、预分析仪器104的流程编排子应用240或分析指令108的流程编排子应用244可以跟踪可用的测定资源。测定资源可以包括耗材256、268和试剂272、276。测定资源可以包括稀释剂、试剂、测定对照样本、移液管吸头、样本管、提取管、聚合酶链反应(PCR)板、废物容器中的可用空间或其任何组合。

模块化测定仪器是复杂的机器。电气、机械和气动系统可能会发生故障。为了获得最高的性能，流程编排核心应用220可以监测设备健康状况和电子仪器264、268的完整性，并使执行的每个测定的执行适应于操作硬件。例如，流程编排核心应用220可以监测电子仪器264、268的操作状态。电子仪器264、268的操作状态可以包括故障状态、离线状态、在线状态、暂停状态、掉电状态、忙碌状态、空闲状态或其任何组合。作为另一示例，分析系统100可以包括外部或内部安装的不间断电源(UPS)。流程编排核心应用200可以监测UPS的健康状况。当流程编排核心应用220确定或接收到电子仪器264、268之一的操作状态为故障状态的指示时，流程编排核心应用220可以向实验室人员通知故障状态。

分析系统100可以生成电子仪器264、268的库存和操作完整性的报告。例如，当流程编排核心应用220确定电子仪器264、268的组件具有故障状态时，分析系统100可以生成报告，其中包含指示特定组件已发生故障并且需要维修或更换的诊断数据和代码。流程编排核心应用220可以基于故障重新确定执行顺序。一些测定可以暂停并重新开始，而其他测定可以重复。

流程编排核心应用220可以协调多个独立但相连的仪器的操作，这些仪器要求这些仪器之间的硬件和耗材的可用性，以正确地制备和分析单个样本。独立且连接的仪器可以包括预分析仪器104、分析仪器108以及仪器设备264、268。例如，为了对样本进行测定，可能必须对样本进行移液。如果预分析仪器104的移液管机器人或移液管吸头中的任何一个或分析仪器108的耗材268和试剂276不可用，则流程编排核心应用220可以确定执行顺序以排除对样本执行的测定。

状态指示器。分析系统100可以包括跨多个独立但连接的仪器的多个视觉指示器。分析系统100可以使用视觉指示器向系统100的用户指示需要用户注意系统100。例如，当整体系统故障时，与分析系统100相关联的视觉指示器可以闪烁红光。作为另一示例，当诸如移液管吸头之类的耗材256需要尽快重新补充时，与预分析系统104相关联的指示器可以闪烁黄光。

日志。分析系统100可以汇总并存储多个独立但连接的仪器的日志文件，以供以后取得。例如，分析系统100可以汇总并存储所执行的测定的日志文件，仪器104、108和设备264、268的操作状态以及耗材256、268和试剂272、276的水平。例如，日志文件可以包括正在执行的测定的结果或中间结果。分析系统100可以将日志文件数据传输到中央或远程数据存储设备，以允许通过对日志的分析进行远程故障排除。例如，当预分析仪器104的组件具有故障状态时，分析系统100可以从预分析仪器104取得包含这种故障状态的日志文件，并将该日志文件传输到实验室信息系统204以用于诊断故障状态。可以基于日志文件信息的重要性或定时来传输日志文件信息。例如，可以使包含整个分析系统100的故障状态的日志文件信息优先于指示应尽快重新补充耗材的日志文件信息。

确定操作协调和参数。仪器设备264、268可以包括物理硬件组件(例如，电机编码器、集成电路、电磁阀等)，由此流程编排核心应用220能够跟踪每个仪器中硬件的操作状态。在一种实施方式中，仪器设备264、268可以包括交互式位置探测器和相机，并且流程编排核心应用220可以确定仪器设备264、268或其组件的正确的操作协调和参数。例如，预分析仪器104可以包括具有位置探测器的移液管机器人。预分析仪器104可以包括捕获位置探测器的图像的相机。流程编排核心应用220可以使用位置探测器的图像确定移液管机器人的协调和参数。作为另一示例，移液管机器人可以包括多个位置探测器，并且预分析仪器104可以包括彼此正交的三个相机。流程编排核心应用220可以使用正交相机捕获的图像在三个维度上确定移液管机器人的协调和参数。捕获的图像还可以用于校准仪器设备264、268的组件。位置探测器可以固定在组件上或可以是在组件上可移动的。确定组件的操作协调和参数可能需要更少的可移动位置探测器。位置探测器可以使用不同的颜色来指示其状态，例如使用中或故障。

不间断电源。分析系统100、预分析仪器104、分析仪器108或仪器设备264、268可以包括外部或内部安装的不间断电源(UPS)。在电源故障的情况下，UPS可以为分析系统100或其组件提供足够的电力，以确保将所有数据存储到持久存储设备，例如固态驱动器(SSD)或硬盘驱动器(HDD)。在电源故障的情况下存储到持久存储设备中的数据可以包括正在执行的测定的结果或中间结果。数据可以包括分析系统100及其组件的状态和参数。

视频监视。分析系统100可以包括捕获系统100的内部工作的视频监视数据的内部相机。分析系统100可以存储视频监视数据并将视频按需显示给系统100的用户或技术人员。在一个实施例中，视频监视数据被存储在持久内部存储设备中以供以后取得。

例如，当检测到分析系统100的组件的故障状态时，实验室人员或技术人员可能希望查看捕获的视频。作为另一示例，实验室人员可能希望查看跟踪感兴趣样本的视频，以确保样本不会被篡改。分析系统100可以自动将视频与日志和其他数据打包在一起，以支持对错误或问题的远程评价。

与其他计算机系统或子系统进行协调。在一个实施例中，流程编排核心应用220可以和与分析系统100相关联的其他系统进行协调。例如，流程编排核心应用220可以基于预分析仪器104和分析仪器108的操作状态来确定执行顺序。作为另一个示例，一个分析系统100的流程编排核心应用220可以基于另一分析系统100的操作状态来确定执行顺序。在一个实施例中，预分析仪器104的流程编排子应用240可以影响流程编排核心应用220为预分析仪器104和分析仪器108确定的执行顺序，并且反之亦然。

样本的工作列表。流程编排核心应用220可以自动构建和释放样本的工作列表，用于在样本组出现时进行与分析系统100或其组件的标称操作相对应的处理。例如，流程编排核心应用200可以自动构建和释放样本的工作列表，用于在样本组出现时执行与设备的标称操作相对应并基于星期几、每月几号、一天中的时间或以上任意组合根据用户定义的规则进行的处理。作为另一个示例，流程编排核心应用220可以自动构建和释放样本的工作列表，用于在样本组出现时执行与设备的标称操作相对应并基于星期几、每月几号、一天中的时间或以上任意组合根据用户定义的规则(如应用到针对每个样本已订购的特定测试的那样)进行的处理。

样本移走。流程编排核心应用220可以监测样本的处理和分析，并在应该取得实验室人员正在移走或已经移走的原始样本容器以用于进一步检查和评价时提醒实验室人员。例如，流程编排核心应用可以在应该取得已经从系统中移走的原始样本容器以用于进一步检查和评价时提醒用户，并向实验室人员提供样本信息和位置以方便样本取得。样本信息和位置可以包括样本标识符和样本的位置，例如架上的位置。当样本返回到分析系统100时，流程编排核心应用220可以重新确定执行顺序。

基于云的流程编排核心应用

图15是通过网络与实验室信息系统以及分析系统通信的分析系统的框图。医院1504a可以包括存储和处理医院数据的医院信息系统1508a。例如，医院信息系统1508a可以存储患者数据和处方指定信息。医院1504a还可以具有带有实验室信息系统204a和分析系统100a的现场医院实验室1512a。实验室信息系统204a可以从医院信息系统1508a接收测定指令212和患者信息。实验室信息系统204a可以存储分析系统100a能够执行的测定的要求。分析系统100a能够执行某些测定，例如一般癌症检测套餐(panel)。尽管流程编排核心应用220被示出为控制两个分析系统，但是流程编排核心应用220能够控制位于不同地理位置的具有不同功能的众多分析系统。分析系统100a、100b可以是图2A和/或图2B的分析系统。

诸如独立实验室之类的实验室1512b可以包括实验室信息系统204b和分析系统100b。实验室信息系统204b可以存储分析系统100a能够执行的测定的要求。分析系统100b的能力和分析系统100a的能力可以相同或不同。例如，实验室1512b的分析系统100b能够执行一般癌症检测套餐和专门的癌症指导。

为了确定分析系统100a或分析系统100b的执行顺序，流程编排核心应用220可以从医院信息系统1508a、实验室信息系统204a或实验室信息系统204b接收测定指令。流程编排核心计算应用220可以跟踪分析系统100a、100b的能力。例如，分析系统100a的资源可以变得临时可用，并且分析系统100a可以向流程编排核心应用220提供该信息。

给定所接收的测定指令或所扫描的样本，流程编排核心应用220可以确定分析系统100a、100b的执行顺序，以最大化性能指标。例如，医院1204a可以优选其分析系统100a执行尽可能多的测定以便最小化成本。然而，取决于分析系统100a的可用性和能力，流程编排核心应用220可以确定分析系统100b应当执行针对某些样本的某些测定。

作为另一个示例，测定指令可以指出：在一般癌症检测套餐确定患者有患癌症的风险之后应当执行专门的癌症检测套餐。由流程编排核心应用220确定的分析系统100a、100b的初始执行顺序可以包括由医院1504a的分析系统100a执行的一般癌症检测套餐。分析系统100a、100b的执行顺序可以使用分别参考图10和图12描述的方法1000和1200来确定。如果一般癌症检测套餐的结果表明患者有患癌症的危险，则流程编排核心应用220可以确定实验室1512b的分析系统100c的新的执行顺序。这种新的执行顺序可以考虑将样本从医院1504a运送到实验室1512b所需的时间。流程编排核心应用220可以使用分别参考图10和图12描述的方法1000和1200来确定新的执行顺序。例如，当一般癌症检测套餐的结果变得可用时，分析系统100b可以对其他样本执行测定。可以确定分析系统100c的新的执行顺序，以使分析系统100c的性能或分析系统100a、100b的组合性能最大化。

在一个实施例中，流程编排核心应用220可以接收分析系统100b变得不可用的指示。如果流程编排核心应用220与分析系统100b的连接丢失或执行了紧急分析指令，则分析系统100b可以变得不可用。基于分析系统100b的不可用性，流程编排核心应用220可以确定分析系统100a的新的执行顺序。在一个实施例中，流程编排核心应用220确定一些分析系统的执行顺序，以便相对于这些分析系统最大化性能指标，从而提高处理测定样本的整体效率。例如，医院1504a可以与实验室1512b具有合同关系，使得以相对于这两个分析系统100a、100b最大化性能指标的方式确定分析系统100a、100b的执行顺序。

图16是存储在基于云的服务器中的流程编排核心应用的示意图，该基于云的服务器与流程编排实验室应用进行通信以协调自动化样本处理和分析。医院1504可以包括存储和处理医院数据的医院信息系统1508。例如，医院信息系统1508可以存储患者数据和处方指定信息。医院150a可以具有带有实验室信息系统204和多个分析系统100a、100b的现场医院实验室1512。实验室信息系统204可以从医院信息系统1508接收测定指令和患者信息。实验室信息系统204可以存储分析系统100a、100b能够执行的测定的要求。

云系统1600上的流程编排核心应用220可以与实验室信息系统204上的流程编排实验室应用1604通信，以使用分析系统100a、100b来协调自动化样本处理和分析。当流程编排核心应用220可用时，流程编排实验室应用1604可以将接收到的测定指令或扫描的样本发送到流程编排核心应用220。基于从流程编排实验室应用1604接收到的信息和从其他流程编排实验室应用接收到的类似信息，流程编排核心应用220可以确定由流程编排实验室应用1604控制的分析系统100a、100b和由其他流程编排实验室系统控制的分析系统的执行顺序。因此，由流程编排核心应用220确定的执行顺序可以在给定接收到的测定指令或扫描的样本的情况下最大化性能指标。当流程编排核心应用220不可用时，流程编排实验室应用1604能够确定分析系统100a、100b的执行顺序，以在给定接收到的测定指令或扫描的样本的情况下最大化性能指标。

利用这种分布式架构，流程编排核心应用220和流程编排实验室应用1604可以在给定可用信息和资源的情况下最大化性能指标。例如，由流程编排核心应用220确定的执行顺序可以基于实验室1512和另一个实验室中的分析系统100a、100b的能力。每个实验室都有能够执行一般癌症检测套餐的分析系统。然而，在实验室1512中使用分析系统执行一般癌症检测套餐会更加昂贵。为了减少执行癌症检测套餐的成本，流程编排核心应用220可以确定使用其他实验室的分析系统执行一般癌症检测套餐。在将用于癌症检测套餐的样本(或样本的一部分)发送到其他实验室之前，流程编排实验室应用1604可能会失去与流程编排核心应用220的连接。因为流程编排实验室应用1604无法确定即使将样本(或样本的一部分)发送到其他实验室，一般癌症检测套餐是否可以完成，因此流程编排实验室应用1604可以确定分析系统100a、100b的新执行顺序。

在一个实施例中，云系统1600可以经由其流程编排核心应用220从流程编排实验室应用1604接收由分析系统100a、100b生成的数据或测试结果。尽管流程编排核心应用220被示出为控制两个分析系统100a、100b，但流程编排核心应用220能够控制位于不同地理位置的具有不同功能的众多分析系统。

实验室1512可以包括不具有自动化能力的许多传统系统1608。这些传统系统1608可以由基于实验室的中间件系统控制，该基于实验室的中间件系统在实验室平台与其他IT系统之间提供高可用性和高性能链接。这可以主要用于运行本地实验室操作。云系统1600可以经由其传统系统接口1612从实验室信息系统204的传统系统实验室接口1616接收由这些传统系统1608生成的数据或测试结果。传统系统实验室接口1616可以从基于实验室的中间件系统接收由传统系统1608生成的数据。在一个实施例中，云系统1600可以经由POC接口接收由床旁检测(POC)设备生成的数据或测试结果。

通过控制分析系统100a、100b并接收由分析系统100a、100b、传统系统1608和POC设备1615生成的数据和测试结果，云系统1600能够在企业范围内管理相关实验室数据以及实验室的远程微生物学操作。跨所有医院、实验室和患者的数据汇总能够实现增值服务，并提供有关医院、实验室和患者使用情况的见解。增值服务的示例包括对等基准测试和全球监视。接收到的数据和测试结果可以存储在能够进行全球临床和诊断汇总的数据集市中。在一个实施例中，用于不同医院、机构或附属医院或机构的数据被存储在位于不同位置1632a至1632e处的不同数据库1624a、1624b中。

可以经由支持传统设备和移动设备两者的通过应用门户1640分发的应用1636提供对云功能的访问。应用门户1640可以被集中管理，并且将用户重定向到相关技术特定的应用商店。这些应用商店能够实现可能由第三方开发人员(符合云系统1600的架构)开发的应用1636的分发。可能由第三方开发人员开发的应用1636可以更灵活地解决定制数据管理要求。

在一个实施例中，云系统1600利用社交网络来使医院、实验室和患者能够更好地参与。云系统1600可以提供更好的客户关系管理活动，其范围从服务和培训到入站和出站营销活动的机会。

云系统1600的架构是可扩展的，以满足不断变化的市场需求。在一个实施例中，该架构支持公共和本地(私有)云两者，从而消除了希望将所有数据置于其防火墙后的用户的数据主权异议。云系统1600是安全的，因此解决了关于数据、HIPAA隐私和法规遵从性的问题。云系统1600也是可扩展的，并且能够支持新的/更新的设备和模块。

在至少一些前述实施例中，实施例中使用的一个或多个元件可以在另一实施例中互换使用，除非这种替换在技术上不可行。本领域技术人员将认识到，在不脱离所要求保护的主题的范围的情况下，可以对上述方法和结构进行各种其他省略、添加和修改。所有这些修改和改变都旨在落入所附权利要求所限定的主题的范围内。

关于本文中基本上任何复数和/或单数术语的使用，本领域技术人员可以视上下文和/或应用情况适当地将复数转换为单数和/或将单数转换为复数。为了清楚起见，可以在本文中明确地陈述各种单数/复数置换。如本说明书和所附权利要求书中所使用的，单数形式“一个”、“一种”和“该”包括复数引用，除非上下文另外明确指出。除非另有说明，否则本文中对“或”的任何引用旨在涵盖“和/或”。

本领域技术人员将理解，一般而言，本文中尤其是所附权利要求中使用的术语(例如，所附权利要求的主体)通常旨在作为“开放式”术语(例如，术语“包括”应解释为“包括但不限于”，术语“具有”应解释为“至少具有”，术语“包含”应解释为“包含但不限于”，等等)。本领域技术人员将进一步理解，如果打算采用特定数量的引入权利要求记载，则该意图将在权利要求中明确地记载，并且在没有这种记载的情况下，不存在这种意图。例如，为了帮助理解，以下所附权利要求可以包含介绍性短语“至少一个”和“一个或多个”的使用以引入权利要求记载。然而，这种短语的使用不应解释为暗示由不定冠词“一”或“一个”引入的权利要求记载将任何包含该引入的权利要求记载的特定权利要求限制为仅包含一个这种记载的实施例，即使当同一权利要求包括介绍性短语“一个或多个”或“至少一个”和不定冠词，例如“一”或“一个”(例如，“一”和/或“一个”应解释为意指“至少一个”或“一个或多个”)；使用用于引入权利要求记载的定冠词也是如此。另外，即使明确地记载了特定数量的引入的权利要求记载，本领域技术人员将认识到，这样的记载应被解释为至少意味着所记载的数量(例如，“两个记载”的单纯记载，而没有其他修饰语，是指至少两个记载，或两个或更多个记载)。此外，在那些使用类似于“A、B和C等中的至少一个”的约定的情况下，通常这样的构造旨在本领域技术人员会理解该约定(例如，“具有A、B和C中至少一个的系统”将包括但不限于仅具有A、仅具有B、仅具有C、具有A和B、具有A和C、具有B和C和/或具有A、B和C的系统等)。在那些使用类似于“A、B或C等中的至少一个”的约定的情况下，通常这样的构造旨在本领域技术人员会理解该约定(例如，“具有A、B或C中的至少一个的系统”将包括但不限于仅具有A、仅具有B、仅具有C、具有A和B、具有A和C、具有B和C和/或具有A、B和C的系统等)。本领域技术人员将进一步理解，实际上给出两个或更多个备选术语的任何转折性的词和/或短语(不论是在说明书、权利要求书还是附图中)都应理解为考虑了包括术语之一、术语中的任一个或两个术语的可能性。例如，短语“A或B”将被理解为包括“A”或“B”或“A和B”的可能性。

另外，在根据马库什组描述本发明的特征或方面的情况下，本领域技术人员将认识到，由此也根据马库什组的任何单个成员或成员的子组来描述本发明。

如本领域的技术人员将理解的，出于任何和所有目的(例如就提供书面说明而言)，本文公开的所有范围还涵盖任何和所有可能的子范围及其子范围的组合。任何列出的范围都可以容易地识别为充分描述，并且可以将相同范围细分为至少相等的两等分、三等分、四等分、五等分、十等分等。作为非限制性示例，本文讨论的每个范围都可以轻松细分为下三分之一、中三分之一和上三分之一。本领域的技术人员也将理解，所有语言(例如“最多”、“至少”、“大于”、“小于”等)包括所列举的数字，并且是指可以随后细分为上述子范围的范围。最后，如本领域技术人员将理解的，范围包括每个单独的成员。因此，例如，具有1至3个物品的组是指具有1、2或3个物品的组。类似地，具有1至5个物品的组是指具有1、2、3、4或5个物品的组，依此类推。

尽管本文已经公开了各个方面和实施例，但是其他方面和实施例对于本领域技术人员将是清楚的。本文所公开的各个方面和实施例是出于说明的目的，而不是旨在进行限制，真实的范围和精神由所附权利要求指示。

Claims (29)

1.一种用于使用多个电子仪器分析多个生物样本的电子系统，包括：

多个电子仪器，包括多个分析模块和相关联的分析子模块以及多个预分析模块和相关联的预分析子模块；

存储器，存储可用的测定资源、多个测定所需的测定资源以及所述电子系统的性能指标；以及

处理器，被编程为执行方法，所述方法包括：

从指令提供者接收针对至少一个受试者的多个生物样本的多个测定指令；

基于所述测定指令，确定针对每个生物样本在每个电子仪器上要执行的一个或多个测定；

确定所述可用的测定资源和所述多个电子仪器的操作状态；

基于所述可用的测定资源和所述多个电子仪器的操作状态，确定所述一个或多个测定的执行顺序，以最大化所述电子系统的至少一个性能指标；

将所述可用的测定资源中的测定资源分配给要执行的所述一个或多个测定；

基于所述执行顺序配置所述多个电子仪器中的每个电子仪器；以及

按照所确定的顺序使用所配置的多个电子仪器对所述多个生物样本执行所述一个或多个测定。

2.根据权利要求1所述的电子系统，其中，所述电子系统的性能指标包括与每时间段的有效测定结果的数量、每时间段测试的生物样本的数量或其组合相关的性能指标。

3.根据权利要求2所述的电子系统，其中，所述有效测定结果的数量是基于所述生物样本的生化稳定性和测定资源的生化稳定性来确定的。

4.根据权利要求2所述的电子系统，其中，所述电子系统的性能指标还包括与以下项相关的性能指标：每时间段操作所述电子系统所需的实验室人员的时间、所述电子系统不需要实验室人员的输入的最大时间量、每时间段所述电子系统需要实验室人员的输入的最少次数、或上述各项组合。

5.根据权利要求4所述的电子系统，其中，所需的用户时间是基于每时间段所述电子系统的中断次数来确定的。

6.根据权利要求2所述的电子系统，其中，所述时间段包括24小时时间段。

7.根据权利要求1所述的电子系统，其中，所述电子系统的性能指标包括与完成所述一个或多个测定所需的耗材支出相关的性能指标。

8.根据权利要求1所述的电子系统，其中，所述电子系统的性能指标包括与一个或多个预定状况相关的性能指标。

9.根据权利要求8所述的电子系统，其中，所述一个或多个预定状况包括：测定的紧急性、所述至少一个受试者的概况、所述指令提供者的身份、或上述各项组合。

10.根据权利要求1所述的电子系统，其中，确定执行顺序包括：基于所述可用的测定资源来确定所述一个或多个测定的执行顺序。

11.根据权利要求1所述的电子系统，其中，确定执行顺序包括：将所述多个生物样本组织成多个样本批次。

12.根据权利要求11所述的电子系统，其中，所述电子仪器被配置为同时处理一批样本。

13.根据权利要求12所述的电子系统，其中，测定资源被配置给所述电子仪器以同时处理所述一批样本。

14.根据权利要求1所述的电子系统，其中，确定要执行的一个或多个测定包括：从实验室信息管理系统的数据库取得与所述一个或多个测定相关的信息。

15.根据权利要求1所述的电子系统，其中，所述处理器还被编程为执行方法，所述方法包括：

监测所述电子仪器的操作状态，其中所述操作状态包括故障状态；

将故障状态通知给实验室人员；以及

确定所述一个或多个测定的更新的执行顺序以最大化所述电子系统的至少一个性能指标。

16.根据权利要求15所述的电子系统，其中，用于确定所述执行顺序的所述至少一个性能指标和用于确定所述更新的执行顺序的所述至少一个性能指标是相同的。

17.根据权利要求15所述的电子系统，其中，确定更新的执行顺序包括：

释放用于执行尚未执行的所述一个或多个测定的所述测定资源；

在释放用于执行所述一个或多个测定的所述测定资源之后，更新可用的测定资源；以及

基于更新的可用的测定资源和所述电子仪器的操作状态，确定所述一个或多个测定的更新的执行顺序，以最大化所述电子系统的至少一个性能指标。

18.根据权利要求1所述的电子系统，其中，所述处理器还被编程为执行方法，所述方法包括：

接收对所述多个生物样本中的生物样本执行所述一个或多个测定中的第一测定而得到的结果，所述结果是按照所确定的顺序使用所配置的多个电子仪器中的一个或多个电子仪器确定的；

确定所述一个或多个测定中的无需对所述生物样本执行的第二测定；以及

确定所述一个或多个测定的更新的执行顺序，以最大化所述电子系统的至少一个性能指标。

19.根据权利要求1所述的电子系统，其中，所述处理器还被编程为执行方法，所述方法包括：

跟踪所述可用的测定资源；以及

当测定资源不可用或预期不可用时通知实验室人员。

20.一种用于在多个电子仪器上高吞吐量自动化地进行生物测定的方法，包括：

接收针对多个生物样本的多个测定指令；

基于所述测定指令，确定针对每个生物样本在多个电子仪器中的每个电子仪器上要执行的一个或多个测定；

确定可用的测定资源和所述多个电子仪器的状态；

基于所述可用的测定资源和所述多个电子仪器的状态，确定所述一个或多个测定的执行顺序，以最大化所述电子系统的至少一个性能指标；

基于所述执行顺序配置所述多个电子仪器中的每个电子仪器；以及

按照所确定的顺序使用所配置的多个电子仪器对所述多个生物样本执行所述一个或多个测定。

21.根据权利要求20所述的方法，其中，所述电子系统的性能指标包括所述多个电子仪器中的每个电子仪器的性能指标，并且其中所述电子系统的目标性能指标包括每个电子仪器执行所述一个或多个测定的目标性能指标。

22.根据权利要求21所述的方法，其中，每个电子仪器的性能指标包括每时间段的空闲时间量。

23.根据权利要求20所述的方法，其中，所述电子系统的性能指标包括针对如下项的指标：测定的持续时间、生物样本的优先级、每个生物样本的生化稳定性、所述电子仪器的状态、执行多个测定所需的多个测定资源的并发性、或上述各项的任意组合。

24.根据权利要求20所述的方法，其中，所述测定资源包括：稀释剂、试剂、测定对照样本、移液管吸头、样本管、提取管、聚合酶链反应PCR板、废物容器中可用的空间、或上述各项的任意组合。

25.根据权利要求20所述的方法，其中，所述多个电子仪器包括多个分析模块和相关联的分析子模块以及多个预分析模块和相关联的预分析子模块。

26.根据权利要求20所述的方法，其中，确定所述一个或多个测定的执行顺序包括将测定资源分配给要执行的所述一个或多个测定。

27.一种用于使用多个电子仪器分析多个生物样本的电子系统，包括：

存储器，存储测定资源和与所述多个电子仪器中的每个电子仪器相关联的性能指标；

要对生物样本执行的测定的数据库；

与所述电子系统通信的可用电子仪器的数据库，其中所述数据库包括针对每个电子仪器可用的测定资源；

对所述生物样本执行所述测定中的每个测定的执行顺序和被调度为执行所述测定的电子仪器的标识；

接口，被配置为将操作指令发送到在所述执行顺序中列出的第一电子仪器以执行第一测定；以及

处理器，被编程为执行方法，所述方法包括：

监测所述第一电子仪器以确定所述第一测定何时完成；

指示第二电子仪器对所述生物样本执行第二测定；以及

更新所述电子系统中的执行调度以指示第二测定已开始。

28.一种用于高吞吐量自动化地进行生物测定的系统，包括：

存储器，存储指令；以及

处理器，由所述指令编程以执行方法，所述方法包括：

从多个分析系统接收针对多个生物样本的多个测定指令；

基于所述测定指令，确定针对所述多个生物样本中的每个生物样本需要执行的多个测定；

识别用于运行所述多个测定中的每种类型的测定的可用的分析系统；

确定所识别的分析系统内的用于执行所述多个测定的可用的测定资源；

基于所述可用的测定资源来确定用于执行所述多个测定中的每个测定的顺序，以便最大化执行所述多个测定的效率；以及

基于所确定的顺序指示一个或多个分析系统执行所述多个测定中的特定测定。

29.根据权利要求28所述的系统，其中，所述处理器被编程为执行方法，所述方法还包括：

确定所述多个生物样本中的第一生物样本的测定位置；

将所述测定位置处的可用的分析系统与要在所述测定位置处运行的多个测定进行比较；以及

启动将所述第一生物样本从所述第一生物样本的所述测定位置运送到第二测定位置。

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