CN117320814A - 固定并限制采血试管或安装在空腔中的圆柱形容器旋转的装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于将生物容器固定在适当位置的弹性环形装置，用于自动读取直接打印在容器上或施加到容器的标签上的识别码或信息。它尤其适用于通过自动化系统的采血样本试管和其他类型的生物产品容器的自动识别。
Description
技术领域
本发明涉及用于使用以不同方式定位在用于运输多个容器的各个载体或支架内的弹性环形系统来固定生物产品的血液分析试管或小瓶的装置和方法。这些环保持容器随着时间的推移在载体内以初始位置取向。这些环以放置在试管或小瓶载体中的插入件的形式提供，具有不同的组装布置，使得能够根据需要调整保持功能。
本发明不仅仅适应于医学分析试管的竖直固定并防止其在载体中旋转，同时能够使试管插入和移除所述试管所定位的空腔。该方法用于将试管固定在适当位置的用途之一涉及读取写在生物样本分析试管以及液体或固体产品的小瓶的标签上的信息。
可用信息是打印在介质上的通过OCR读取的字符或使用读取器读取的条形码的形式。其他信息还可以涉及容器的状态、以及容器中的液体或固体元素的特性的测量，其中这种测量需要特定的定位。
背景技术
本发明涉及一种用于将生物容器固定在适当位置的方法和装置，用于自动读取直接打印在容器上或粘贴到容器的标签上的识别码或信息。
本发明更具体地涉及血液样本采集试管的自动识别，此外还涉及在自动化系统上经过的其他类型的生物产品容器。血液样本主要以全血或离心血液的形式装在试管中，血浆在上部。
这些血液样本用于分析，并且必须与患者记录严格相关。识别码与试管或小瓶配对，以确保正确执行诊断操作所需的可追溯性和信息传输。该识别码主要位于标签上(或打印在试管本身上)，并取向为在读取器的读取窗口前完全可见。标签手动定位在试管或小瓶上的容器圆柱形部分的可变位置。
具有标签的试管或小瓶被放置在具有窗口的单载体或多位置支架中，以获取信息。
在体外诊断设备或采血试管输送链中，试管的角度取向对于读取试管上的患者识别标签至关重要。标签包含关于生物样本的重要信息，并且必须通过自动链或用于进行技术操作或分析的诊断仪器获取。这种通过读取标签对试管的识别主要由与待读取的标签相对定位的条形码读取器或OCR字符读取器来执行。
试管在初始插入位置和条形码读取器读取标识符的阶段之间的任何旋转都容易削弱或阻止信息的读取。
试管的意外旋转可能会使标签读取系统失效，因为标签会被部分截断或完全隐藏，而使读取器无法读取。作为非详尽示例，由于载体的保持、暴露于振动、无意识的摩擦、或能够产生围绕试管或小瓶的竖直上升轴线的旋转的力，试管的角度定位的这些变化可能发生。
在使用单个圆盘的试管输送链或承载多个试管的输送支架中，试管在运输过程中会受到冲击，并倾向于在相应的壳体内旋转，从而改变试管的初始取向。
有几种解决方案可以弥补医疗系统的这些技术限制：
·第一种特别有效的方法涉及通过旋转试管的系统使试管重新取向，直到条形码读取器读取移动到读取器前面的标签(专利FR2764704，Diagnostica STAGO，1998年12月18日)。
·第二种方法在Workcell Max止血细胞中完全消除了这一概念，它实现了双试管重新取向：从离心机中出来后，进入仪器。
·第三种方法涉及使用环或夹具沿径向轴线以高机械固定力插入试管，以确保试管的居中和夹紧。这种方法的优点是锁定试管的角位置，从而减少了对试管重新取向系统的需要，以节省循环时间或限制重新取向系统的使用。这种方法的缺点是在标签上产生显著的摩擦，这增加了插入力但损害了在空腔中插入和移除试管的能力。这种解决方案不太适合于可变直径的试管，对于这些试管而言，固定力和插入力的控制很差。
·第四种方法涉及在插入和移除操作期间使用夹具锁定和解锁试管固定系统。这种方法复杂且昂贵。
·第五种方法涉及使用手动读取器通过将标签定位在读取器对面来读取识别标签。这种方法需要操作员对每个要读取的试管进行干预，这对于自动化处理来说是不可接受的。
发明内容
为了消除前两种方法未涵盖的链中的当前解决方案的缺点，所提出的本发明使得能够在不使用外部致动器和限制试管插入或拔出力的情况下确保试管的完全固定(零旋转)或试管的部分固定(允许所标识的移动)。
这种方法的主要应用是：
·将样本试管装载到不同类型载体(支架、载体、圆盘、静态站)的空腔中，所述样本试管的标识与包括条形码的标签上涉及的相关患者相关，
·所述试管取向为优化条形码读取条件，
·所述试管以试管支架(或单一圆盘)的形式在载体中提供，以将试管输送至分析仪器，
·接受试管并将其放置在读取系统前面，而不改变初始试管定位，
·读取条形码，以确保试管在自动化链或自动化分析仪的整个过程中的可追溯性，
·进行技术或诊断操作时考虑试管上的标识符，
·根据样本试管的后续用途，可以手动或使用不同的系统自动卸载样品试管。试管移除力必须尽可能小。
通常用于将试管固定在空腔中的系统有多个缺点：
·该系统通常涉及沿径向和竖直轴线锁定，从而产生较大的插入力和拔出力，
·旋转和平移摩擦通常由同一元件引起，
·试管直径的变化会产生不受控制的固定力，
·摩擦系数的变化导致固定力的变化，
·标签厚度导致固定力的显著变化，
·根据试管的直径，试管的插入力和拔出力特别是不可再现的，
·不能允许在一个方向旋转，也不能阻止在另一个方向上旋转。
本发明涉及一种用于限制圆柱形容器(采血试管或小瓶)在定位于为此目的提供的空腔中时围绕主旋转轴线旋转的方法。
本发明包括一种在一个或两个旋转方向上锁定试管(T)的方法和技术装置，特别是插入件(I)，该插入件(I)被添加到支架(PS或PD)、圆盘或载体上。
·本发明还使插入的试管能够通过校准的固定力竖直固定，并以有限的力插入和拔出。
·本发明可以以不同的形式具体实施，以确保在一个方向或两个方向上的防止试管旋转的期望组合。
·本发明可以通过插入件(I)来实现，该插入件(I)被添加到空腔(C)中。
·插入件可以有不同的形状和尺寸，以适应所使用的载体的不同形状。
根据通常使用的方法，采集试管由操作员或进入自动安装的夹持系统通过其上部进行操纵，以插入被设计用于接收该试管的空腔中。用于处理患者血液样本采集试管的方法用于将所述试管分布、定位和成角度地取向在不同的单元中，这提供了参考位置，从而能够进行不同的操作。
这些用于接收采集试管的单元在以下中：
·用于自动分析试管处理的多个试管(T)的运输支架(图1a和图1b)，
·试管或圆柱形容器的统一运输系统，在文件的其余部分中称为圆盘(PU)(图2)，
·用于为操作员定位试管(T)的实验室载体(PO)(图3)，
·在用于接收和储存试管一段时间以等待进一步操作的仪器或自动链中的静态载体中。
本发明涉及一种防旋转插入系统，用于将圆柱形容器(试管或小瓶)定位在单元中，从而使试管能够以预定角位置插入，并确保试管的角位置不会随时间的推移而改变(图4)。
该插入系统(图5a和图5b)提供：
·由柔性一体式组件提供的楔入功能，以确保基于摩擦的锁定功能，无论任何失稳力的强度如何，只要该力不改变方向并保持垂直于上升竖直轴线，该锁定功能都保持稳定。
·插入并在空腔内正确定位试管的便利性：必须降低唇缘的摩擦力或楔入力，以便能够将试管从用于接收试管的空腔中插入和拔出，而不会降低系统性能，也不会产生显著的剥离力。
·试管的防旋转功能是通过唇缘(也称为叶片)系统实现的，该唇缘楔入抵靠与所述唇缘接触的试管的外表面。
唇缘(L)定位在仅允许在一个方向上旋转并防止在另一个方向上旋转的方向上。
唇缘(L)由柔性材料制成，并具有高摩擦系数以实现楔入。
唇缘(L)的刚性/柔性使得能够楔入，而不会有唇缘翻转的任何风险。
选择材料和表面纹理以产生沿一个方向楔入并能够沿另一个方向旋转所需的摩擦力。
唇缘的数量、形状和位置可以变化。
·将防旋转插入件(I)定位在支架(PS；PD)或圆盘(PU)中的功能是通过支架下部的壳体实现的，其使得能够定位插入件。
插入件在竖直方向z上通过一个壁或两个肋固定，
插入件沿着轴线x、y通过壳体的壁定位，
插入件通过与压配在壁上而被防止旋转(图6)，
壳体可以采用多种形式：具有横向插入的空腔、能够进行捕获插入的壳体、用于将插入件密封在其中的位置。
·提供自由轮功能的唇缘形状(图7a和图7b)。
当从顶部接近时的防旋转功能，
当从底部接近时的引导功能，
·试管锁定功能的配置与插入件的形状相关。
插入件可以包括在单方向上的唇缘，该唇缘沿顺时针方向旋转或沿逆时针方向锁定，当插入件围绕水平面对称转动时，反之亦然(图8)。
插入件可包括沿两个锁定方向(顺时针和逆时针)的唇缘，以防止圆柱形容器的所有旋转(图9a至图9e)。
插入件可以包括在发生器上的唇缘和支承点的组合，从而提供待固定的容器的几何参考(图10a和图10b)。
防止在单个方向上旋转的两个插入件可以首尾叠加，以防止在两个方向上都旋转(图11)。
·使用唇缘系统的方法有八个主要功能：
-被设计成放置在为此目的提供的空腔中，以防止所述插入件的旋转的插入件形状。
-可包括根据所需旋转和防旋转而组织的可变数量的唇缘的插入件。
-用于组装插入件的方法，以产生防旋转功能，所述防旋转功能可被配置为适合不同的支架空腔。
-确保唇缘挠曲并提供所需的楔入的唇缘形状。
-使得能够随时间的推移保持稳定位置的唇缘取向。
-实现唇缘在试管上的楔入功能的摩擦系数。
-根据技术环境的可变插入件高度定位。
-对试管外径的变化提供单一的通用响应的柔性唇缘解决方案。
具体实施方式
图1a和图1b示出了试管运输支架100，其为向上开口的试管T(在这种情况下，为所示示例中的六根竖直试管)限定了插入区。每个试管接收区在一侧开口，以示出由试管T承载的标签E。支架100还限定了用于接收插入件的空腔C，相应的试管穿过该空腔以使插入件能够作用在试管上。
图4部分示出了试管T的支撑部分(例如支架PS或PD)，该支撑部分限定了空腔C和用于插入该空腔C中的相应插入件I。
图4所示的插入件I包括成对布置在两个相对内表面101a和101b上的唇缘L。每一对的唇缘L朝向插入件的内部彼此远离地取向。这些唇缘L被施加到穿过插入件的试管T上，并且每个唇缘在与试管T接触的插入件的整个高度上延伸。
根据唇缘的形状和取向，在唇缘围绕试管的轴线接触时，可以或多或少地对抗试管的旋转。在试管的旋转方向上取向的叶片倾向于施加比在相反方向上取向的叶片更低的摩擦力，因为后者在该相反旋转期间倾向于楔入在试管上。换言之，在叶片的取向与试管的旋转方向相反的情况下，试管和叶片之间的摩擦力倾向于使叶片变形，从而进一步增加叶片施加在试管上的压力，从而进一步增加叶片在试管上的摩擦。在叶片的取向沿旋转方向的情况下，叶片不能以这种方式楔入。
插入件可由热塑性材料制成。
本发明不同方面的特征作为要点在下面给出。每一要点都涉及本发明的单独主题，其可以与上面公开的本发明的其他要点或特征组合。
要点1、一种用于在处于静止位置(PS)或运动位置(PD)的载体的单元中定位圆柱形容器(T)并防止所述圆柱形容器(T)旋转的装置，
其特征在于，所述装置使用一个或多个插入件(I)来使所述圆柱形容器(T)居中并固定在适当位置，使用楔入可变形叶片(L)的原理来防止所述圆柱形容器(T)的旋转，以确保在读取试管壁上的信息或在所述试管内进行测量时所述圆柱形容器的正确定位。
要点2、根据要点1所述的装置，
其特征在于，所述插入件(I)包括在优选方向上取向的可变形叶片(L)，以提供防止在一个方向上旋转的楔入功能和在相反方向上的引导功能。
要点3、根据要点1所述的装置，
其特征在于，所述插入件(I)装配到所述载体(PS或PD)中为此目的而设置的空腔(C)中。
要点4、根据要点2所述的装置，
其特征在于，所述可变形叶片(L)的形状和摩擦系数在一个旋转方向(顺时针或逆时针)上提供楔入功能并且在相反的旋转方向(分别为逆时针或顺时针)上提供自由移动功能。
要点5、根据要点2所述的装置，
其特征在于，所述可变形叶片(L)的形状和刚度防止所述可变形叶片在楔入期间折回到自身上。
要点6、根据要点2所述的装置，
其特征在于，所述可变形叶片(L)的形状和光洁度促进所述圆柱形容器(T)的竖直滑动，以便限制相关的插入力和剥离力。
要点7、根据要点2所述的装置，
其特征在于，通常存在四个可变形叶片(L)，但也可以存在任意偶数或奇数数量的可变形叶片，所述可变形叶片的尺寸根据所寻求的防旋转力来设计。
要点8、根据要点2所述的装置，
其特征在于，所述可变形叶片(L)都在相同的方向上取向以允许在一个方向上旋转并且防止在另一方向上旋转。
要点9、根据要点2所述的装置，
其特征在于，所述可变形叶片(L)沿相反方向取向，以便完全防止沿顺时针方向和逆时针方向旋转。
要点10、根据要点2所述的装置，
其特征在于，一些可变形叶片(L)由支承点代替以支承载荷并确保精确定位。
要点11、根据要点2所述的装置，
其特征在于，所述插入件(I)相对于水平面完全对称以利用单个插入件形状提供可逆锁定功能。
要点12、根据要点2所述的装置，
其特征在于，所述插入件(I)在所述空腔(C)中完全自由地旋转并且因此仅对可变直径和自由旋转的试管执行居中功能。
要点13、根据要点3所述的装置，
其特征在于，所述插入件(I)可从为此目的而设置的空腔(C)中移除。
要点14、根据要点3所述的装置，
其特征在于，所述载体(PS或PD)中的为此目的而设置的所述空腔(C)使得能够容纳一个或两个插入件。
要点15、根据要点3所述的装置，
其特征在于，所述插入件(I)的竖直行进受在所述载体(PS或PD)中为此目的而设置的所述空腔(C)中的肋或支承平面限制。
要点16、根据要点3所述的装置，
其特征在于，所述插入件(I)的旋转受支承所述插入件(I)的壁限制。
要点17、根据要点3所述的装置，
其特征在于，所述空腔(C)是凹部或者成形为沿着笛卡尔参考系的不同轴线固定所述插入件。
要点18、根据要点3所述的装置，
其特征在于，所述载体(PS或PD)中的为此目的而设置的所述空腔(C)使得能够容纳一个或两个插入件，并且能够在中间被肋分开。
要点19、根据要点3所述的装置，
其特征在于，所述插入件(I)在其具有对称形状的情况下可以彼此相对地安装在所述空腔(C)中，以防止在两个方向上旋转。
要点20、根据要点2所述的装置，
其特征在于，所述插入件(I)具有通过塑料注塑成型或挤出和切割而产生的自然脱模形状。
要点21、一种插入件和试管组件，包括：
-支撑框架，
-多个弹性可变形的叶片(L)，所述叶片(L)由所述框架承载并且布置成当所述试管通过所述插入件接合时支承并夹紧所述试管。
要点22、根据要点21所述的组件，其中，所有叶片(L)围绕所述试管的轴线在相同的圆周方向上取向，以便以在一个方向上大于在相反方向上的摩擦力矩来对抗所述试管的旋转。
要点23、根据要点21所述的组件，其中，所述叶片(L)沿相反的圆周方向取向，以便通过楔入来对抗所述试管沿每个旋转方向的旋转。
要点24、根据要点21至23中任一项所述的组件，其中，所述叶片(L)在所述插入件(I)的整个高度上延伸。
要点25、根据要点21至24中任一项所述的组件，其中，所述叶片(L)具有与所述试管接触的圆形边缘。
要点26、根据要点21至25中任一项所述的组件，其中，所述叶片(L)的厚度朝向所述支撑框架增加。
要点27、根据要点21至26中任一项所述的组件，其中，所述支撑框架具有朝向所述框架的一侧会聚的两个外表面。
要点28、根据要点21所述的组件，包括朝向所述框架的第一侧会聚并连接到所述框架的相应相对侧的倾斜的两个第一叶片以及连接到所述框架的与所述第一侧相对的一侧的第三叶片，所述试管的圆周支承所述两个第一叶片和所述第三叶片。
要点29、根据要点21所述的组件，包括沿相同圆周方向取向的五个叶片，其中，两对叶片布置在相应相对侧上，并且一个叶片布置在连接这两个侧的一侧上。
要点30、一种具有插入件(I)和用于接收所述插入件的至少一个空腔(C)的载体，所述插入件包括：
-支撑框架，以及
-多个可变形的叶片(L)，所述叶片(L)由所述框架承载并且布置成当试管通过所述插入件接合时支承并夹紧所述试管。
要点31、根据要点30所述的载体，包括在所述空腔(C)上方的至少一个用于所述试管(T)的通道。
要点32、根据要点30和31中任一项所述的载体，包括并排布置的多个空腔(C)，尤其是至少五个空腔。
要点33、一种用于将至少一个试管(T)放置在试管运输支架(100)中的方法，所述试管运输支架(100)限定了用于接收向上开口的试管(T)的接收区，所述支架(100)包括多个根据权利要求30至32中任一项所述的载体，其中，所述试管(T)插入到所述接收区中，使得相应的插入件(I)能够作用在所述试管(T)上，并且防止所述试管围绕其纵向轴线在一个或两个旋转方向上旋转。
根据本发明的装置可应用于产品架或产品圆盘，以便将生物产品的小瓶固定在适当位置。这种应用对于直接在支架中搅拌(例如，往复运动)或间接在运动中的独立圆盘内搅拌会是有利的。
Claims (33)
1.一种用于在处于静止位置(PS)或运动位置(PD)的载体的单元中定位圆柱形容器(T)并防止所述圆柱形容器(T)旋转的装置，
其特征在于，所述装置使用一个或多个插入件(I)来使所述圆柱形容器(T)居中并固定在适当位置，使用楔入可变形叶片(L)的原理来防止所述圆柱形容器(T)的旋转，以确保在读取试管壁上的信息或在所述试管内进行测量时所述圆柱形容器的正确定位。
2.根据权利要求1所述的装置，
其特征在于，所述插入件(I)包括在优选方向上取向的可变形叶片(L)，以提供防止在一个方向上旋转的楔入功能和在相反方向上的引导功能。
3.根据权利要求1所述的装置，
其特征在于，所述插入件(I)装配到所述载体(PS或PD)中为此目的而设置的空腔(C)中。
4.根据权利要求2所述的装置，
其特征在于，所述可变形叶片(L)的形状和摩擦系数在一个旋转方向(顺时针或逆时针)上提供楔入功能并且在相反的旋转方向(相应地为逆时针或顺时针)上提供自由移动功能。
5.根据权利要求2所述的装置，
其特征在于，所述可变形叶片(L)的形状和刚度防止所述可变形叶片在楔入期间折回到自身上。
6.根据权利要求2所述的装置，
其特征在于，所述可变形叶片(L)的形状和光洁度促进所述圆柱形容器(T)的竖直滑动，以便限制相关的插入力和剥离力。
7.根据权利要求2所述的装置，
其特征在于，通常存在四个可变形叶片(L)，但也可以存在任意偶数或奇数数量的可变形叶片，所述可变形叶片的尺寸根据所寻求的防旋转力来设计。
8.根据权利要求2所述的装置，
其特征在于，所述可变形叶片(L)都在相同的方向上取向以允许在一个方向上旋转并且防止在另一方向上旋转。
9.根据权利要求2所述的装置，
其特征在于，所述可变形叶片(L)沿相反方向取向，以便完全防止沿顺时针方向和逆时针方向旋转。
10.根据权利要求2所述的装置，
其特征在于，一些可变形叶片(L)由支承点代替以支承载荷并确保精确定位。
11.根据权利要求2所述的装置，
其特征在于，所述插入件(I)相对于水平面完全对称以利用单个插入件形状提供可逆锁定功能。
12.根据权利要求2所述的装置，
其特征在于，所述插入件(I)在所述空腔(C)中完全自由地旋转并且因此仅对可变直径和自由旋转的试管执行居中功能。
13.根据权利要求3所述的装置，
其特征在于，所述插入件(I)能够从为此目的而设置的所述空腔(C)中移除。
14.根据权利要求3所述的装置，
其特征在于，在所述载体(PS或PD)中为此目的而设置的所述空腔(C)使得能够容纳一个或两个插入件。
15.根据权利要求3所述的装置，
其特征在于，所述插入件(I)的竖直行进受到在所述载体(PS或PD)中为此目的而设置的所述空腔(C)中的肋或支承平面限制。
16.根据权利要求3所述的装置，
其特征在于，所述插入件(I)的旋转受到支承所述插入件(I)的壁限制。
17.根据权利要求3所述的装置，
其特征在于，所述空腔(C)是凹部或者成形为沿着笛卡尔参考系的不同轴线固定所述插入件。
18.根据权利要求3所述的装置，
其特征在于，在所述载体(PS或PD)中为此目的而设置的所述空腔(C)使得能够容纳一个或两个插入件，并且能够在中间被肋分开。
19.根据权利要求3所述的装置，
其特征在于，所述插入件(I)在具有对称形状的情况下被彼此相对地安装在所述空腔(C)中，以防止在两个方向上旋转。
20.根据权利要求2所述的装置，
其特征在于，所述插入件(I)具有通过塑料注塑成型或挤出和切割而产生的自然脱模形状。
21.一种插入件和试管组件，包括：
-支撑框架，
-多个弹性可变形的叶片(L)，所述叶片(L)由所述框架承载并且布置成当试管通过所述插入件接合时支承并夹紧所述试管。
22.根据权利要求21所述的组件，其中，所有叶片(L)围绕所述试管的轴线在相同的圆周方向上取向，以便以在一个方向上大于在相反方向上的摩擦力矩来对抗所述试管的旋转。
23.根据权利要求21所述的组件，其中，所述叶片(L)沿相反的圆周方向取向，以便通过楔入来对抗所述试管沿每个旋转方向的旋转。
24.根据权利要求21至23中任一项所述的组件，其中，所述叶片(L)在所述插入件(I)的整个高度上延伸。
25.根据权利要求21至24中任一项所述的组件，其中，所述叶片(L)具有与所述试管接触的圆形边缘。
26.根据权利要求21至25中任一项所述的组件，其中，所述叶片(L)的厚度朝向所述支撑框架增加。
27.根据权利要求21至26中任一项所述的组件，其中，所述支撑框架具有朝向所述框架的一侧会聚的两个外表面。
28.根据权利要求21所述的组件，包括朝向所述框架的第一侧会聚并连接到所述框架的相应相对侧的倾斜的两个第一叶片以及连接到所述框架的与所述第一侧相对的一侧的第三叶片，所述试管的圆周支承所述两个第一叶片和所述第三叶片。
29.根据权利要求21所述的组件，包括沿相同圆周方向取向的五个叶片，其中，两对叶片布置在相应相对侧上，并且一个叶片布置在连接这两个侧的一侧上。
30.一种具有插入件(I)和用于接收所述插入件(I)的至少一个空腔(C)的载体，所述插入件包括：
-支撑框架，以及
-多个可变形的叶片(L)，所述叶片(L)由所述框架承载并且布置成当试管通过所述插入件接合时支承并夹紧所述试管。
31.根据权利要求30所述的载体，包括在所述空腔(C)上方的至少一个用于所述试管的通道。
32.根据权利要求30和31中任一项所述的载体，包括并排布置的多个空腔，尤其是至少五个空腔。
33.一种用于将至少一个试管(T)放置在试管运输支架(100)中的方法，所述试管运输支架(100)限定了用于接收向上开口的试管(T)的接收区，所述支架(100)包括多个根据权利要求30至32中任一项所述的载体，其中，所述试管(T)插入到所述接收区中，使得相应的插入件(I)能够作用在所述试管(T)上，并且防止所述试管围绕其纵向轴线在一个或两个旋转方向上旋转。
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